フレキシブルプリント配線板及びフレキシブルプリント配線板の製造方法
【課題】発熱性の電子部品で発生する熱を効率よく放熱させることができ、しかも容易に製造し得るフレキシブルプリント配線板、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】電子部品の実装位置に対応する位置に開口部１１ａを有する絶縁性シート１１と、絶縁性シート１１の上面及び下面にそれぞれ積層された第１および第２の熱伝導性シート１２Ａ、１２Ｂと、第１の熱伝導性シート１２Ａの上面に形成された電子部品が接続される回路パターン１３と、第１の熱伝導性シート１２Ａの上面の開口部１１ａに対応する位置に形成された第１の放熱用ランド１４Ａと、第２の熱伝導性シート１２Ｂの下面の開口部１１ａに対応する位置に形成された第２の放熱用ランド１４Ｂとを具備し、開口部１１ａに、第１および第２の熱伝導性シート１２Ａ、１２Ｂが埋入されて熱伝導経路１５が形成されているフレキシブルプリント配線板。
【解決手段】電子部品の実装位置に対応する位置に開口部１１ａを有する絶縁性シート１１と、絶縁性シート１１の上面及び下面にそれぞれ積層された第１および第２の熱伝導性シート１２Ａ、１２Ｂと、第１の熱伝導性シート１２Ａの上面に形成された電子部品が接続される回路パターン１３と、第１の熱伝導性シート１２Ａの上面の開口部１１ａに対応する位置に形成された第１の放熱用ランド１４Ａと、第２の熱伝導性シート１２Ｂの下面の開口部１１ａに対応する位置に形成された第２の放熱用ランド１４Ｂとを具備し、開口部１１ａに、第１および第２の熱伝導性シート１２Ａ、１２Ｂが埋入されて熱伝導経路１５が形成されているフレキシブルプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱性の電子部品の実装に有用な熱伝導性の良好なフレキシブルプリント配線板、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード等の発熱性の電子部品を実装したフレキシブルプリント配線板を組み込んだ電子機器は、ビデオカメラ装置の液晶表示用光源をはじめ種々知られている。このような電子機器においては、電子部品自身の破損や特性低下を防止するだけでなく、周辺部への熱の影響を抑えるため、電子部品で発生した熱を速やかに外部に放熱する必要がある。このため、従来より、様々な放熱技術が提案されている。
【０００３】
例えば、発光ダイオードを実装するフレキシブルプリント配線板の裏面に放熱部材を配置し、これらに貫通孔を設けるとともに、この貫通孔に熱伝導性の高い接着性充填剤を充填した、液晶表示用光源の放熱構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）、また、発光ダイオード等の発光素子を実装するフレキシブルプリント配線板の裏面に放熱部材を配置するとともに、フレキシブルプリント配線板に貫通孔を設け、この貫通孔にＡｇペースト等の熱伝導性部材を充填することにより、発光素子と放熱部材と熱的に接続した発光装置（例えば、特許文献２参照。）、さらには、電子部品が接続される導体回路層と、放熱部材と、これらを連結する貫通孔と、貫通孔に設けられた熱伝導部材とを備え、この熱伝導部材を介して導体回路層と放熱部材を連結した構造のフレキシブルプリント回路板（例えば、特許文献３参照。）等が提案されている。
【０００４】
しかしながら、これらの技術は、いずれもフレキシブルプリント配線板を加工した後に、貫通孔を穿設し、この貫通孔に熱伝導性の良好な材料を埋設乃至配置するものであるため、電子機器の製造工程が煩雑となり、したがって製品価格も高くなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６２６２６号公報
【特許文献２】特開２００７−２８７７５１号公報
【特許文献３】特開２００９−８８５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、発熱性の電子部品で発生する熱を効率よく放熱させることができ、しかも容易に製造し得るフレキシブルプリント配線板、及びそのようなフレキシブルプリント配線板を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、電子部品を実装するためのフレキシブルプリント配線板であって、前記電子部品の実装位置に対応する位置に開口部を有する絶縁性シートと、前記絶縁性シートの上面及び下面にそれぞれ積層された第１および第２の熱伝導性シートと、前記第１の熱伝導性シートの上面に形成された前記電子部品が接続される回路パターンと、前記第１の熱伝導性シートの上面の前記開口部に対応する位置に形成された第１の放熱用ランドと、前記第２の熱伝導性シートの下面の前記開口部に対応する位置に形成された第２の放熱用ランドと、を具備し、前記絶縁性シートの開口部に、前記第１および第２の熱伝導性シートが埋入されて熱伝導経路が形成されており、この熱伝導経路を介して前記第１の放熱ランドと前記第２の放熱用ランドとが熱的に接続されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、電子部品を実装するためのフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、前記電子部品の実装位置に対応する位置に開口部を有する絶縁性シートの一方の面に、第１の熱伝導性シートを介して、一方の面に前記電子部品が接続される回路パターンと、前記開口部に対応する位置に第１の放熱用ランドを形成した第１の転写部材を、回路パターンとおよび第１の放熱用ランド形成面を絶縁性シート側に向けて積層するとともに、他方の面に、第２の熱伝導性シートを介して、一方の面に前記開口部に対応する位置に第２の放熱用ランドを形成した第２の転写部材を、前記第２の放熱用ランド形成面を絶縁性シート側に向けて積層し、加熱加圧して、前記絶縁性シートと、前記第１及び第２の熱伝導性シートと、前記回路パターンと、前記第１および第２の放熱用ランドとを一体化した後、前記第１および第２の転写部材を除去することを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、実装される発熱性の電子部品で発生する熱を効率よく放熱させることができ、しかも容易に製造し得るフレキシブルプリント配線板、及びそのようなフレキシブルプリント配線板を製造する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るフレキシブルプリント配線板を示す断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１に示すフレキシブルプリント配線板の絶縁性シートを示す部分平面図である。
【図４】図１に示すフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【図５】図１に示すフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【図６】図１に示すフレキシブルプリント配線板の使用形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、それらの図面は図解のために提供されるものであり、本発明はそれらの図面に何ら限定されるものではない。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の構成を示す断面図であり、図２はその一部を拡大して示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係るフレキシブルプリント配線板１０は、電子部品の搭載位置に対応する位置に開口部１１ａを有する絶縁性シート１１の上面及び下面に２枚の熱伝導性シート（第１の熱伝導性シート１２Ａ及び第２の熱伝導性シート１２Ｂ）を積層し、上側の第１の熱伝導性シート１２Ａの上面（電子部品実装面）に回路パターン１３及び放熱ランド（第１の放熱ランド１４Ａ）を形成し、さらに、下側の第２の熱伝導性シート１２Ｂの下面に放熱ランド（第２の放熱ランド１４Ｂ）を形成するとともに、これらを加熱加圧して一体化させた構造を有する。
【００１４】
第１の放熱ランド１４Ａ及び第２の放熱ランド１４Ｂは、いずれも絶縁シート１１の開口部１１ａに対応する位置に設けられており、加熱加圧によってそれぞれ第１の熱伝導性シート１２Ａ及び第２の熱伝導性シート１２Ｂを絶縁性シート１１の開口部１１ａに押し入れる。これにより、絶縁性シート１１の開口部１１ａに、第１の熱伝導性シート１２Ａ及び第２の熱伝導性シート１２Ｂからなる、第１の放熱ランド１４Ａと第２の放熱用ランド１４Ｂとを熱的に接続する熱伝導経路１５が形成されるとともに、第１の放熱ランド１４Ａ自身、また、第２の放熱ランド１４Ｂ自身が、それぞれ第１の熱伝導性シート１２Ａ及び第２の熱伝導性シート１２Ｂに埋設される。なお、加熱加圧によって、回路パターン１３もまた第１の熱伝導性部材１２Ａに埋設される。
【００１５】
絶縁性シート１１としては、例えば、柔軟性に優れた樹脂材料からなるフィルム、繊維材料からなるシート等が使用される。具体的には、樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム等の、フレキシブルプリント配線板用として従来より一般に使用されている樹脂フィルムが使用される。また、繊維材料からなるシートとしては、ガラス繊維やアラミド繊維等の織布もしくは不織布、またはこれらの織布もしくは不織布にエポキシ樹脂等の樹脂を含浸させたプリプレグ等が使用される。絶縁性シート１１の厚さは、特に制限はなく、用途等に応じて適宜決定されるが、通常、５〜１００μｍ、好ましくは１０〜６０μｍの範囲である。開口部１１ａは、このような絶縁性シート１１に、例えば、打ち抜き治具（ビク型）による打ち抜き加工によって形成することができる。
【００１６】
第１の熱伝導性シート１２Ａ及び第２の熱伝導性シート１２Ｂを構成する熱伝導性シートとしては、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）エラストマーおよび（Ｅ）無機充填剤を含有する熱伝導性樹脂組成物からなるものが使用される。
【００１７】
（Ａ）成分のエポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するものであれば分子構造、分子量等に制限されることなく使用される。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格等を含有する多官能型エポキシ樹脂等が使用される。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００１８】
（Ｂ）成分のエポキシ樹脂硬化剤としては、上記（Ａ）成分のエポキシ樹脂の硬化剤として一般に使用されているものであれば、特に制限されることなく使用される。具体的には、ジシアンジアミド、芳香族ジアミンなどのアミン系硬化剤；フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、トリアジン変性フェノールノボラック樹脂、ビフェニル骨格含有フェノールノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤等が使用される。といった、通常、エポキシ樹脂硬化剤として使用されている化合物が使用できるこれらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００１９】
（Ｃ）成分も硬化促進剤としては、上記（Ａ）成分のエポキシ樹脂の硬化促進剤として一般に使用されているものであれば、特に制限されることなく使用される。具体的には、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、三フッ化ホウ素アミン錯体、トリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン等の有機ホスフィン化合物等が使用される。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２０】
（Ｄ）成分のエラストマーとしては、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエンゴム等の各種合成ゴム；ゴム変性の高分子量化合物、高分子量エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリイミド樹脂、変性ポリアミドイミド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂等が使用される。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２１】
（Ｄ）成分の含有量は、組成物全体の３〜５０質量％が好ましく、５〜３０質量％がより好ましい。（Ｄ）成分の含有量が、３質量％未満であると、絶縁性シート１１等に対する接着力やシート状に成形した際の取り扱い性等が不良をなる。また、（Ｄ）成分の含有量が、５０質量％を超えると、耐熱性および熱伝導率等が低下する。
【００２２】
（Ｅ）成分の無機充填剤としては、公知のものを特に制限なく使用できる。具体的には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、窒化ホウ素（ＢＮ）等が使用される。これらのなかでも、熱伝導率の高い窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナの使用が好ましい。無機充填剤は１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２３】
（Ｅ）成分の含有量は、組成物全体の３０〜８５質量％が好ましく、４０〜８０質量％がより好ましい。（Ｅ）成分の含有量を３０質量％以上とすることにより、熱伝導率を向上させることができる。また、（Ｅ）成分の含有量を８５質量％未満とすることにより、熱伝導性シートが脆くなるのを抑制して、絶縁性シート１１等に対する接着力の低下を防止することができる。
【００２４】
（Ｅ）成分の無機充填剤の形状は、凝集粒状、つまり実質的に球状であることが好ましい。２種以上混合して使用する場合には、少なくとも１種は凝集粒状であることが好ましい。また、（Ｅ）成分の無機充填剤の粒度は、ＪＩＳ Ｋ３３６２で規定される標準篩分け機械による篩分け方法によって測定される粒度から求められる重量平均粒径Ｄ５０が１〜３０μｍであることが好ましい。（Ｅ）成分を、上述した形状や粒径とすることにより、対向して配置された第１及び第２の放熱ランド１４Ａ、１４Ｂ間のより良好な熱的接合が可能となる。
【００２５】
上述したように、（Ｅ）成分は、凝集粒状であることが好ましいことから、凝集粒状である窒化ホウ素を含有することが好ましい。窒化ホウ素の含有量は、組成物全体の２０〜７０質量％が好ましく、２５〜６５質量％がより好ましい。窒化ホウ素の含有量を２０質量％以上とすることにより、熱伝導率をより向上させることができる。具体的には、熱伝導性シートの熱伝導率を１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることができる。また、窒化ホウ素の含有量を７０質量％未満とすることにより、熱伝導性シートが脆くなるのを抑制して、絶縁性シート１１等に対する接着力の低下を防止することができる。
【００２６】
なお、熱伝導性樹脂組成物には、必要に応じてレベリング剤、老化防止剤、可塑剤、顔料、染料、着色剤、酸化防止剤等を添加することができる。
【００２７】
熱伝導性シートは、上記の（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）エラストマー、（Ｅ）無機充填剤、及び必要に応じて配合される各種成分を十分に混合して熱伝導性樹脂組成物を調製し、この熱伝導性樹脂組成物をさらに有機溶媒に溶解または分散させて塗工液を調製し、これを基材上に、常法により、塗布、乾燥することによって製造することができる。
【００２８】
熱伝導性樹脂組成物を溶解または分散させる有機溶媒としては、メチルエチルケトンやメチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノアセテートのようなエステル類、プロパノールやブタノールのようなアルコール類、トルエンやキシレンのような芳香族炭化水素類、ジメチルホルムアミドのようなアミド類等が使用される。有機溶媒は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２９】
なお、熱伝導性シートの厚さは、絶縁性シート１１の開口部１１ａ内に、第１の放熱ランド１４Ａと第２の放熱ランド１４Ｂとを熱的に接続する熱伝導経路１５を形成可能であればよいが、良好な熱伝導性を得る観点からは、前述の（Ｅ）成分の無機充填剤が接触状態になるような厚さであることが好ましい。また、取り扱い性の観点からは、５〜１００μｍの範囲であることが好ましく、１０〜６０μｍの範囲であることがより好ましい。
【００３０】
第１の熱伝導性シート１２Ａ上面の回路パターン１３および第１の放熱ランド１４Ａ、並びに第２の熱伝導性シート１２Ｂ下面の第２の放熱ランド１４Ｂは、後述するように、転写基材に回路パターン１３および第１の放熱ランド１４Ａ、あるいは第２の放熱ランド１４Ｂとなる金属層をパターン形成し、これを熱伝導性シートに転写する、いわゆる転写法によって形成される。転写基材に金属層を形成する方法としては、転写基材に金属箔を貼着した後、エッチング処理を施し所定のパターンに形成する方法を用いることができるが、特に、このような方法に限定されるものではなく、例えば、パターンめっき法や金型による抜き加工等により形成してもよい。回路パターン１３が微細な場合には、パターンめっき法を用いることが好ましい。金属箔としては、電気伝導率および熱伝導率の高い銅箔が好ましい。銅箔は、フレキシブルプリント配線板に一般に使用されているものであれば特に制限なく使用される。一般には、厚さが１８〜７０μｍのものが使用される。
【００３１】
エッチング処理によりパターン形成する場合、転写基材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が使用される。具体的には、マスタックＰＣ−８０１（藤森工業（株）製 商品名）、パナプロテクトＥＴ−５０Ｂ、パナプロテクトＥＴ−Ｋ５０Ｂ（以上、パナック工業（株）製 商品名）等の高耐熱再剥離フィルム等が好ましく使用される。フィルムの厚さは、２５〜２００μｍであることが好ましく、取り扱い性の観点からは、２５〜１００μｍであることがより好ましい。
【００３２】
このような転写基材への金属箔の貼着は、例えば、ロール式ラミネート機を用いて行うことができる。この場合、ロール温度は、常温が好ましく、ロール圧力は、０．１〜１．０ＭＰａが好ましい。転写基材に金属箔を貼着した後、銅箔表面に印刷法または写真法によりエッチングレジスト層を形成し、常法により金属箔の不要部分をエッチングして所望のパターンの金属層を形成する。転写基材と金属箔との接着力は、１．５〜２０．０Ｎ／ｍとすることが好ましく、２．０〜１５．０Ｎ／ｍとすることがより好ましい。接着力が１．５Ｎ／ｍ未満では、エッチング時に金属層が転写基材から剥離するおそれがある。また、接着力が２０．０Ｎ／ｍを超えると、転写後の転写基材の剥離が困難になるおそれがある。
【００３３】
また、パターンめっき法を用いる場合、転写基材としては、金属基材、特にステンレス基材の使用が好ましい。ステンレスとしては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１の使用が好ましく、特に、ＳＵＳ３０１が、めっきの密着性に優れることから好ましい。ステンレス基材を用いる場合、その厚さは、５０〜２００μｍであることが好ましく、取り扱い性の観点からは、１００μｍ程度がより好ましい。
【００３４】
金型による抜き加工を用いる場合、転写基材としては、エッチング法と同様、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が使用され、具体的には、マスタックＰＣ−８０１（藤森工業（株）製 商品名）、パナプロテクトＥＴ−５０Ｂ、パナプロテクトＥＴ−Ｋ５０Ｂ（以上、パナック工業（株）製 商品名）等の高耐熱再剥離フィルム等が好ましく使用される。フィルムの厚さは、７５〜２００μｍであることが好ましく、取り扱い性の観点からは、７５〜１００μｍであることがより好ましい。
【００３５】
転写基材と金属層との密着強度は、１．５〜２０．０Ｎ／ｍとすることが好ましく、２．０〜１５．０Ｎ／ｍとすることがより好ましい。密着強度が１．５Ｎ／ｍ未満では、転写時等において転写基材と金属層とが剥離するおそれがある。また、密着強度が２０．０Ｎ／ｍを超えると、転写後の転写基材の剥離が困難になるおそれがある。
【００３６】
次に、本実施形態に係るフレキシブルプリント配線板１０の製造方法の一例を、図３乃至図５を用いて説明する。図３は、本製造方法に使用される絶縁シートを示す平面図であり、図４および５は、本製造方法の工程を示す断面図である。
【００３７】
本方法においては、図３に示すように、絶縁性シート１１を用意し、この絶縁性シート１１の所定の位置、つまり電子部品の搭載位置に対応する位置に、打ち抜き治具（ビク型）を用いるプレス打ち抜き加工等によって開口部１１ａを形成する。
【００３８】
また、図４に示す工程にしたがって、転写基材（第１の転写基材）２１Ａ上に、回路パターン１３及び第１の放熱ランド１４Ａとなる転写パターン（第１の転写パターン）２２Ａを形成する。
【００３９】
すなわち、まず、図４（ａ）に示すように、転写基材２１Ａ上に銅箔等の金属箔２３をロール式ラミネート機（図示なし）により貼着する。貼着は、ロール温度が常温で、ロール圧力が０．１〜１ＭＰａの条件で行うことが好ましい。次に、図４（ｂ）に示すように、金属箔２３上に、印刷法または写真法によりエッチングレジスト層２４を形成した後、図４（ｃ）に示すように、このエッチングレジスト層２４をマスクとして金属箔２３の不要部分をエッチング除去する。その後、図４（ｄ）に示すように、エッチングレジスト層２４を除去する。これにより、表面に第１の転写パターン２２Ａが形成された第１の転写基材２１Ａが得られる。
【００４０】
図示を省略したが、同様にして、転写基材（第２の転写基材）上に、第２の放熱ランド１４Ｂとなる転写パターン（第２の転写パターン）を形成する。
【００４１】
次に、図５（ａ）に示すように、開口部１１ａを形成した絶縁性シート１１の上下両面に、それぞれ熱伝導性シート（第１の熱伝導性シート１２Ａ及び第２の熱伝導性シート１２Ｂ）を介して、表面に第１の転写パターン２２Ａが形成された第１の転写基材２１Ａ、及び表面に第２の転写パターン２２Ｂが形成された第２の転写基材２１Ｂを、位置合わせしつつ積層し、プレス機で加熱加圧して、図５（ｂ）に示すような、積層体３０を得る。プレス機による加熱加圧は、積層した材料の両面に、ステンレス鋼等からなる金属板（図示せず）及び熱板（図示せず）をこの順で重ね合わせ、積層材料をこれらの金属板及び熱板を介して厚さ方向に加熱加圧することにより行う。その際、金属板と積層材料との間に、クラフト紙等のクッション材を介挿させると、積層材料をより均一に加熱加圧することができ、加熱加圧時の積層材料の損傷等を防止することができる。なお、プレス条件としては、温度、時間および圧力をそれぞれ１００〜１８０℃、１０〜１００分、５〜５０ＭＰａとすることが好ましい。
【００４２】
次いで、図５（ｃ）に示すように、積層体３０から第１の転写基材２１Ａおよび第２の転写基材２１Ｂを剥離する。これにより、図１に示したような、絶縁性シート１１の開口部１１ａに、第１の熱伝導性シート１２Ａおよび第２の熱伝導性シート１２Ｂからなる、第１の放熱ランド１４Ａと第２の放熱用ランド１４Ｂとを熱的に接続する熱伝導経路１５が形成されたフレキシブルプリント配線板１０が得られる。
【００４３】
フレキシブルプリント配線板１０の表面、すなわち、第１の熱伝導性シート１２Ａの上面には、その後、図５（ｄ）に示すように、電子部品が搭載される第１の放熱ランド１４Ａ部分と、回路パターン１３の電子部品の電極が接続される部分を除いて、カバーレイフィルム１６が接着される。カバーレイフィルム１６には、絶縁性シート１１に使用されるものと同様の樹脂フィルムが使用される。
【００４４】
次に、このようにして得られたフレキシブルプリント配線板１０の使用形態について説明する。
【００４５】
図６は、フレキシブルプリント配線板１０の使用形態の一例を示した断面図である。図６に示すように、電子部品３１は、フレキシブルプリント配線板１０の第１の放熱ランド１４Ａ上に搭載されるとともに、ワイヤ３２により回路パターン１３に電気的に接続されている。そして、フレキシブルプリント配線板１０の裏面、すなわち、第２の熱伝導性シート１２Ｂの下面には、アルミ合金や銅合金等の熱伝導性材料からなる平板状の放熱部材３３が、熱伝導性接着剤等により固着されている。なお、図６では、１個の電子部品３１のみを実装した例を示している。
【００４６】
フレキシブルプリント配線板１０に実装された電子部品３１で発生した熱は、第１の放熱ランド１４Ａ、熱伝導経路１５、及び第２の放熱ランド１４Ｂを介して、放熱部材３３へと効率よく伝導され、放熱される。特に、熱伝導経路１５を構成している第１及び第２の熱伝導性シート１２Ｂに含まれる高熱伝導性の無機充填剤が接触状態で存在している場合には、熱伝導性のより良好な熱伝導経路１５が形成されるため、電子部品３１で発生した熱をより効率よく放熱させることができる。なお、このような第１の放熱ランド１４Ａから熱伝導経路１５への熱の伝導、熱伝導経路１５から第２の放熱ランド１４Ｂへの熱の伝導は、液晶パネルの透明電極とドライバＩＣとのＡＣＦ接合による電気伝導と同様の原理によるものである。
【００４７】
このように本実施形態のフレキシブルプリント配線板１０は、発熱性の電子部品で発生する熱を効率よく放熱部材へ伝導させ、放熱させることができ、しかも、簡便な工程で容易に製造することができる。
【００４８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されるものでないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範囲内で各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の記載において「部」は「質量部」を示すものとする。
【００５０】
（実施例１）
［熱伝導性シートの作成］
ビフェニル骨格含有エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製 商品名 ＪＥＲ ＹＸ４０００Ｈ；エポキシ当量１９５）２３部、ジシアンジアミド１．２部、２−エチル−４−メチルイミダゾール０．０５部、カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエンゴム（日本ゼオン（株）製 商品名 ニポール１０７２）１０質量部、窒化ホウ素（電気化学工業（株）製 商品名 ＳＧＰＳ；重量平均粒径１２μｍの凝集粒状粒子）２５部およびアルミナ４０部を、メチルエチルケトン／ジメチルホルムアミド＝６／４（質量比）の混合溶媒に溶解もしくは分散させ、これを、片面に離型剤を付与した厚さ３８μｍのポリエステルフィルムの離型剤付与面に塗布し、１５０℃で３分間乾燥させた後、ポリエステルフィルムから剥離して、厚さ３０μｍ、熱伝導率２Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性シートを作成した。
【００５１】
［転写パターンの形成］
厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム（パナック工業（株）製 商品名 パナプロテクトＥＴ−５０Ｂ）上に、厚さ３５μｍの銅箔（三井金属鉱業（株）製 商品名 ＨＴＥ−０６−３５）を、ラミネータを用いて、ロール温度常温、圧力０．５ＭＰａの条件で貼り付け、銅箔シートを得た。次いで、この銅箔シートの銅箔上にエッチングレジスト層を形成し、エッチング処理を行った後、エッチングレジスト層を除去して、回路パターン及び第１の放熱ランドとなる転写パターンを形成した。
同様にして銅箔シートを得、さらに、この銅箔シートの銅箔上に、第２の放熱ランドとなる転写パターンを形成した。
【００５２】
［絶縁性シートの作成］
厚さ７．５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）製 商品名 カプトン３０ＥＮ）に、ビク型を用いて、３ｃｍ×３ｃｍの開口部を形成した。
【００５３】
［フレキシブルプリント配線板の製造］
上記絶縁性シートの上下両面に、それぞれ上記熱伝導性シートを介して、転写パターンを形成した２枚のフィルムを転写パターン形成面を熱伝導性シートに向けて積層し位置合わせした後、温度１６０℃、圧力２．５ＭＰａ、時間５０分の条件で、プレス成形した。プレス成形の際、クッション材として１９０ｇ／ｍ２のクラフト紙を４枚使用した。次いで、その両面にレジスト層を形成して、厚さ約１００μｍのフレキシブルプリント配線板を製造した。
【００５４】
（実施例２）
絶縁性シートとして、厚さ７．５μｍのポリイミドフィルムに代えて、厚み３０μｍのガラスクロス（旭シュエーベル（株）製 商品名 ガラスクロスＡ１０２０）を使用した以外は実施例１と同様にして、厚さ１００μｍのフレキシブルプリント配線板を製造した。
【００５５】
（比較例）
片面銅張フレキシブル基板（京セラケミカル（株）製 商品名 ＴＬＦ−５２１ＭＷＴ３５／１２；銅厚３５μｍ、ポリイミドフィルム厚１２μｍ）にエッチング法により回路を形成した後、その回路形成面にカバーレイフィルム（京セラケミカル（株）製 商品名 ＴＦＡ−５７７ＫＨＬ−１２３０を接着して、厚さ１００μｍのフレキシブルプリント配線板を製造した。
【００５６】
上記のようにして得られた実施例１、２及び比較例のフレキシブルプリント配線板の特性を下記に示す方法で評価した。
すなわち、フレキシブルプリント配線板をアルミ合金からなる放熱板上に載置した後、表面に形成された、導体幅２ｍｍ、全長２０ｍｍの狭隘部を略中間部に有する、導体幅１０ｍｍの線路導体に、１０Ａの電流を３分間通電し、前記狭隘部表面における温度の上昇（Δｔ）を調べた。結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
表１から明らかなように、実施例のフレキシブルプリント配線板は熱伝導性が良好で、発生した熱を放熱板へ効率よく伝導させ、放熱させることができることが確認された。
【符号の説明】
【００５９】
１０…フレキシブルプリント配線板、１１ａ…開口部、１２Ａ…（第１の）熱伝導性シート、１２Ｂ…（第２の）熱伝導性シート、１３…回路パターン、１４Ａ…（第１の）放熱ランド、１４Ｂ…（第２の）放熱ランド１４Ｂ、１５…熱伝導経路、２１Ａ…（第１の）転写基材、２１Ｂ…（第２の）転写基材、２２Ａ…（第１の）転写パターン、２２Ｂ…（第２の）転写パターン、２３…金属箔、３１…電子部品、３３…放熱部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱性の電子部品の実装に有用な熱伝導性の良好なフレキシブルプリント配線板、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード等の発熱性の電子部品を実装したフレキシブルプリント配線板を組み込んだ電子機器は、ビデオカメラ装置の液晶表示用光源をはじめ種々知られている。このような電子機器においては、電子部品自身の破損や特性低下を防止するだけでなく、周辺部への熱の影響を抑えるため、電子部品で発生した熱を速やかに外部に放熱する必要がある。このため、従来より、様々な放熱技術が提案されている。
【０００３】
例えば、発光ダイオードを実装するフレキシブルプリント配線板の裏面に放熱部材を配置し、これらに貫通孔を設けるとともに、この貫通孔に熱伝導性の高い接着性充填剤を充填した、液晶表示用光源の放熱構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）、また、発光ダイオード等の発光素子を実装するフレキシブルプリント配線板の裏面に放熱部材を配置するとともに、フレキシブルプリント配線板に貫通孔を設け、この貫通孔にＡｇペースト等の熱伝導性部材を充填することにより、発光素子と放熱部材と熱的に接続した発光装置（例えば、特許文献２参照。）、さらには、電子部品が接続される導体回路層と、放熱部材と、これらを連結する貫通孔と、貫通孔に設けられた熱伝導部材とを備え、この熱伝導部材を介して導体回路層と放熱部材を連結した構造のフレキシブルプリント回路板（例えば、特許文献３参照。）等が提案されている。
【０００４】
しかしながら、これらの技術は、いずれもフレキシブルプリント配線板を加工した後に、貫通孔を穿設し、この貫通孔に熱伝導性の良好な材料を埋設乃至配置するものであるため、電子機器の製造工程が煩雑となり、したがって製品価格も高くなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６２６２６号公報
【特許文献２】特開２００７−２８７７５１号公報
【特許文献３】特開２００９−８８５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、発熱性の電子部品で発生する熱を効率よく放熱させることができ、しかも容易に製造し得るフレキシブルプリント配線板、及びそのようなフレキシブルプリント配線板を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、電子部品を実装するためのフレキシブルプリント配線板であって、前記電子部品の実装位置に対応する位置に開口部を有する絶縁性シートと、前記絶縁性シートの上面及び下面にそれぞれ積層された第１および第２の熱伝導性シートと、前記第１の熱伝導性シートの上面に形成された前記電子部品が接続される回路パターンと、前記第１の熱伝導性シートの上面の前記開口部に対応する位置に形成された第１の放熱用ランドと、前記第２の熱伝導性シートの下面の前記開口部に対応する位置に形成された第２の放熱用ランドと、を具備し、前記絶縁性シートの開口部に、前記第１および第２の熱伝導性シートが埋入されて熱伝導経路が形成されており、この熱伝導経路を介して前記第１の放熱ランドと前記第２の放熱用ランドとが熱的に接続されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、電子部品を実装するためのフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、前記電子部品の実装位置に対応する位置に開口部を有する絶縁性シートの一方の面に、第１の熱伝導性シートを介して、一方の面に前記電子部品が接続される回路パターンと、前記開口部に対応する位置に第１の放熱用ランドを形成した第１の転写部材を、回路パターンとおよび第１の放熱用ランド形成面を絶縁性シート側に向けて積層するとともに、他方の面に、第２の熱伝導性シートを介して、一方の面に前記開口部に対応する位置に第２の放熱用ランドを形成した第２の転写部材を、前記第２の放熱用ランド形成面を絶縁性シート側に向けて積層し、加熱加圧して、前記絶縁性シートと、前記第１及び第２の熱伝導性シートと、前記回路パターンと、前記第１および第２の放熱用ランドとを一体化した後、前記第１および第２の転写部材を除去することを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、実装される発熱性の電子部品で発生する熱を効率よく放熱させることができ、しかも容易に製造し得るフレキシブルプリント配線板、及びそのようなフレキシブルプリント配線板を製造する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るフレキシブルプリント配線板を示す断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１に示すフレキシブルプリント配線板の絶縁性シートを示す部分平面図である。
【図４】図１に示すフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【図５】図１に示すフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【図６】図１に示すフレキシブルプリント配線板の使用形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、それらの図面は図解のために提供されるものであり、本発明はそれらの図面に何ら限定されるものではない。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の構成を示す断面図であり、図２はその一部を拡大して示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係るフレキシブルプリント配線板１０は、電子部品の搭載位置に対応する位置に開口部１１ａを有する絶縁性シート１１の上面及び下面に２枚の熱伝導性シート（第１の熱伝導性シート１２Ａ及び第２の熱伝導性シート１２Ｂ）を積層し、上側の第１の熱伝導性シート１２Ａの上面（電子部品実装面）に回路パターン１３及び放熱ランド（第１の放熱ランド１４Ａ）を形成し、さらに、下側の第２の熱伝導性シート１２Ｂの下面に放熱ランド（第２の放熱ランド１４Ｂ）を形成するとともに、これらを加熱加圧して一体化させた構造を有する。
【００１４】
第１の放熱ランド１４Ａ及び第２の放熱ランド１４Ｂは、いずれも絶縁シート１１の開口部１１ａに対応する位置に設けられており、加熱加圧によってそれぞれ第１の熱伝導性シート１２Ａ及び第２の熱伝導性シート１２Ｂを絶縁性シート１１の開口部１１ａに押し入れる。これにより、絶縁性シート１１の開口部１１ａに、第１の熱伝導性シート１２Ａ及び第２の熱伝導性シート１２Ｂからなる、第１の放熱ランド１４Ａと第２の放熱用ランド１４Ｂとを熱的に接続する熱伝導経路１５が形成されるとともに、第１の放熱ランド１４Ａ自身、また、第２の放熱ランド１４Ｂ自身が、それぞれ第１の熱伝導性シート１２Ａ及び第２の熱伝導性シート１２Ｂに埋設される。なお、加熱加圧によって、回路パターン１３もまた第１の熱伝導性部材１２Ａに埋設される。
【００１５】
絶縁性シート１１としては、例えば、柔軟性に優れた樹脂材料からなるフィルム、繊維材料からなるシート等が使用される。具体的には、樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム等の、フレキシブルプリント配線板用として従来より一般に使用されている樹脂フィルムが使用される。また、繊維材料からなるシートとしては、ガラス繊維やアラミド繊維等の織布もしくは不織布、またはこれらの織布もしくは不織布にエポキシ樹脂等の樹脂を含浸させたプリプレグ等が使用される。絶縁性シート１１の厚さは、特に制限はなく、用途等に応じて適宜決定されるが、通常、５〜１００μｍ、好ましくは１０〜６０μｍの範囲である。開口部１１ａは、このような絶縁性シート１１に、例えば、打ち抜き治具（ビク型）による打ち抜き加工によって形成することができる。
【００１６】
第１の熱伝導性シート１２Ａ及び第２の熱伝導性シート１２Ｂを構成する熱伝導性シートとしては、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）エラストマーおよび（Ｅ）無機充填剤を含有する熱伝導性樹脂組成物からなるものが使用される。
【００１７】
（Ａ）成分のエポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するものであれば分子構造、分子量等に制限されることなく使用される。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格等を含有する多官能型エポキシ樹脂等が使用される。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００１８】
（Ｂ）成分のエポキシ樹脂硬化剤としては、上記（Ａ）成分のエポキシ樹脂の硬化剤として一般に使用されているものであれば、特に制限されることなく使用される。具体的には、ジシアンジアミド、芳香族ジアミンなどのアミン系硬化剤；フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、トリアジン変性フェノールノボラック樹脂、ビフェニル骨格含有フェノールノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤等が使用される。といった、通常、エポキシ樹脂硬化剤として使用されている化合物が使用できるこれらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００１９】
（Ｃ）成分も硬化促進剤としては、上記（Ａ）成分のエポキシ樹脂の硬化促進剤として一般に使用されているものであれば、特に制限されることなく使用される。具体的には、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、三フッ化ホウ素アミン錯体、トリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン等の有機ホスフィン化合物等が使用される。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２０】
（Ｄ）成分のエラストマーとしては、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエンゴム等の各種合成ゴム；ゴム変性の高分子量化合物、高分子量エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリイミド樹脂、変性ポリアミドイミド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂等が使用される。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２１】
（Ｄ）成分の含有量は、組成物全体の３〜５０質量％が好ましく、５〜３０質量％がより好ましい。（Ｄ）成分の含有量が、３質量％未満であると、絶縁性シート１１等に対する接着力やシート状に成形した際の取り扱い性等が不良をなる。また、（Ｄ）成分の含有量が、５０質量％を超えると、耐熱性および熱伝導率等が低下する。
【００２２】
（Ｅ）成分の無機充填剤としては、公知のものを特に制限なく使用できる。具体的には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、窒化ホウ素（ＢＮ）等が使用される。これらのなかでも、熱伝導率の高い窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナの使用が好ましい。無機充填剤は１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２３】
（Ｅ）成分の含有量は、組成物全体の３０〜８５質量％が好ましく、４０〜８０質量％がより好ましい。（Ｅ）成分の含有量を３０質量％以上とすることにより、熱伝導率を向上させることができる。また、（Ｅ）成分の含有量を８５質量％未満とすることにより、熱伝導性シートが脆くなるのを抑制して、絶縁性シート１１等に対する接着力の低下を防止することができる。
【００２４】
（Ｅ）成分の無機充填剤の形状は、凝集粒状、つまり実質的に球状であることが好ましい。２種以上混合して使用する場合には、少なくとも１種は凝集粒状であることが好ましい。また、（Ｅ）成分の無機充填剤の粒度は、ＪＩＳ Ｋ３３６２で規定される標準篩分け機械による篩分け方法によって測定される粒度から求められる重量平均粒径Ｄ５０が１〜３０μｍであることが好ましい。（Ｅ）成分を、上述した形状や粒径とすることにより、対向して配置された第１及び第２の放熱ランド１４Ａ、１４Ｂ間のより良好な熱的接合が可能となる。
【００２５】
上述したように、（Ｅ）成分は、凝集粒状であることが好ましいことから、凝集粒状である窒化ホウ素を含有することが好ましい。窒化ホウ素の含有量は、組成物全体の２０〜７０質量％が好ましく、２５〜６５質量％がより好ましい。窒化ホウ素の含有量を２０質量％以上とすることにより、熱伝導率をより向上させることができる。具体的には、熱伝導性シートの熱伝導率を１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることができる。また、窒化ホウ素の含有量を７０質量％未満とすることにより、熱伝導性シートが脆くなるのを抑制して、絶縁性シート１１等に対する接着力の低下を防止することができる。
【００２６】
なお、熱伝導性樹脂組成物には、必要に応じてレベリング剤、老化防止剤、可塑剤、顔料、染料、着色剤、酸化防止剤等を添加することができる。
【００２７】
熱伝導性シートは、上記の（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）エラストマー、（Ｅ）無機充填剤、及び必要に応じて配合される各種成分を十分に混合して熱伝導性樹脂組成物を調製し、この熱伝導性樹脂組成物をさらに有機溶媒に溶解または分散させて塗工液を調製し、これを基材上に、常法により、塗布、乾燥することによって製造することができる。
【００２８】
熱伝導性樹脂組成物を溶解または分散させる有機溶媒としては、メチルエチルケトンやメチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノアセテートのようなエステル類、プロパノールやブタノールのようなアルコール類、トルエンやキシレンのような芳香族炭化水素類、ジメチルホルムアミドのようなアミド類等が使用される。有機溶媒は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２９】
なお、熱伝導性シートの厚さは、絶縁性シート１１の開口部１１ａ内に、第１の放熱ランド１４Ａと第２の放熱ランド１４Ｂとを熱的に接続する熱伝導経路１５を形成可能であればよいが、良好な熱伝導性を得る観点からは、前述の（Ｅ）成分の無機充填剤が接触状態になるような厚さであることが好ましい。また、取り扱い性の観点からは、５〜１００μｍの範囲であることが好ましく、１０〜６０μｍの範囲であることがより好ましい。
【００３０】
第１の熱伝導性シート１２Ａ上面の回路パターン１３および第１の放熱ランド１４Ａ、並びに第２の熱伝導性シート１２Ｂ下面の第２の放熱ランド１４Ｂは、後述するように、転写基材に回路パターン１３および第１の放熱ランド１４Ａ、あるいは第２の放熱ランド１４Ｂとなる金属層をパターン形成し、これを熱伝導性シートに転写する、いわゆる転写法によって形成される。転写基材に金属層を形成する方法としては、転写基材に金属箔を貼着した後、エッチング処理を施し所定のパターンに形成する方法を用いることができるが、特に、このような方法に限定されるものではなく、例えば、パターンめっき法や金型による抜き加工等により形成してもよい。回路パターン１３が微細な場合には、パターンめっき法を用いることが好ましい。金属箔としては、電気伝導率および熱伝導率の高い銅箔が好ましい。銅箔は、フレキシブルプリント配線板に一般に使用されているものであれば特に制限なく使用される。一般には、厚さが１８〜７０μｍのものが使用される。
【００３１】
エッチング処理によりパターン形成する場合、転写基材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が使用される。具体的には、マスタックＰＣ−８０１（藤森工業（株）製 商品名）、パナプロテクトＥＴ−５０Ｂ、パナプロテクトＥＴ−Ｋ５０Ｂ（以上、パナック工業（株）製 商品名）等の高耐熱再剥離フィルム等が好ましく使用される。フィルムの厚さは、２５〜２００μｍであることが好ましく、取り扱い性の観点からは、２５〜１００μｍであることがより好ましい。
【００３２】
このような転写基材への金属箔の貼着は、例えば、ロール式ラミネート機を用いて行うことができる。この場合、ロール温度は、常温が好ましく、ロール圧力は、０．１〜１．０ＭＰａが好ましい。転写基材に金属箔を貼着した後、銅箔表面に印刷法または写真法によりエッチングレジスト層を形成し、常法により金属箔の不要部分をエッチングして所望のパターンの金属層を形成する。転写基材と金属箔との接着力は、１．５〜２０．０Ｎ／ｍとすることが好ましく、２．０〜１５．０Ｎ／ｍとすることがより好ましい。接着力が１．５Ｎ／ｍ未満では、エッチング時に金属層が転写基材から剥離するおそれがある。また、接着力が２０．０Ｎ／ｍを超えると、転写後の転写基材の剥離が困難になるおそれがある。
【００３３】
また、パターンめっき法を用いる場合、転写基材としては、金属基材、特にステンレス基材の使用が好ましい。ステンレスとしては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１の使用が好ましく、特に、ＳＵＳ３０１が、めっきの密着性に優れることから好ましい。ステンレス基材を用いる場合、その厚さは、５０〜２００μｍであることが好ましく、取り扱い性の観点からは、１００μｍ程度がより好ましい。
【００３４】
金型による抜き加工を用いる場合、転写基材としては、エッチング法と同様、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が使用され、具体的には、マスタックＰＣ−８０１（藤森工業（株）製 商品名）、パナプロテクトＥＴ−５０Ｂ、パナプロテクトＥＴ−Ｋ５０Ｂ（以上、パナック工業（株）製 商品名）等の高耐熱再剥離フィルム等が好ましく使用される。フィルムの厚さは、７５〜２００μｍであることが好ましく、取り扱い性の観点からは、７５〜１００μｍであることがより好ましい。
【００３５】
転写基材と金属層との密着強度は、１．５〜２０．０Ｎ／ｍとすることが好ましく、２．０〜１５．０Ｎ／ｍとすることがより好ましい。密着強度が１．５Ｎ／ｍ未満では、転写時等において転写基材と金属層とが剥離するおそれがある。また、密着強度が２０．０Ｎ／ｍを超えると、転写後の転写基材の剥離が困難になるおそれがある。
【００３６】
次に、本実施形態に係るフレキシブルプリント配線板１０の製造方法の一例を、図３乃至図５を用いて説明する。図３は、本製造方法に使用される絶縁シートを示す平面図であり、図４および５は、本製造方法の工程を示す断面図である。
【００３７】
本方法においては、図３に示すように、絶縁性シート１１を用意し、この絶縁性シート１１の所定の位置、つまり電子部品の搭載位置に対応する位置に、打ち抜き治具（ビク型）を用いるプレス打ち抜き加工等によって開口部１１ａを形成する。
【００３８】
また、図４に示す工程にしたがって、転写基材（第１の転写基材）２１Ａ上に、回路パターン１３及び第１の放熱ランド１４Ａとなる転写パターン（第１の転写パターン）２２Ａを形成する。
【００３９】
すなわち、まず、図４（ａ）に示すように、転写基材２１Ａ上に銅箔等の金属箔２３をロール式ラミネート機（図示なし）により貼着する。貼着は、ロール温度が常温で、ロール圧力が０．１〜１ＭＰａの条件で行うことが好ましい。次に、図４（ｂ）に示すように、金属箔２３上に、印刷法または写真法によりエッチングレジスト層２４を形成した後、図４（ｃ）に示すように、このエッチングレジスト層２４をマスクとして金属箔２３の不要部分をエッチング除去する。その後、図４（ｄ）に示すように、エッチングレジスト層２４を除去する。これにより、表面に第１の転写パターン２２Ａが形成された第１の転写基材２１Ａが得られる。
【００４０】
図示を省略したが、同様にして、転写基材（第２の転写基材）上に、第２の放熱ランド１４Ｂとなる転写パターン（第２の転写パターン）を形成する。
【００４１】
次に、図５（ａ）に示すように、開口部１１ａを形成した絶縁性シート１１の上下両面に、それぞれ熱伝導性シート（第１の熱伝導性シート１２Ａ及び第２の熱伝導性シート１２Ｂ）を介して、表面に第１の転写パターン２２Ａが形成された第１の転写基材２１Ａ、及び表面に第２の転写パターン２２Ｂが形成された第２の転写基材２１Ｂを、位置合わせしつつ積層し、プレス機で加熱加圧して、図５（ｂ）に示すような、積層体３０を得る。プレス機による加熱加圧は、積層した材料の両面に、ステンレス鋼等からなる金属板（図示せず）及び熱板（図示せず）をこの順で重ね合わせ、積層材料をこれらの金属板及び熱板を介して厚さ方向に加熱加圧することにより行う。その際、金属板と積層材料との間に、クラフト紙等のクッション材を介挿させると、積層材料をより均一に加熱加圧することができ、加熱加圧時の積層材料の損傷等を防止することができる。なお、プレス条件としては、温度、時間および圧力をそれぞれ１００〜１８０℃、１０〜１００分、５〜５０ＭＰａとすることが好ましい。
【００４２】
次いで、図５（ｃ）に示すように、積層体３０から第１の転写基材２１Ａおよび第２の転写基材２１Ｂを剥離する。これにより、図１に示したような、絶縁性シート１１の開口部１１ａに、第１の熱伝導性シート１２Ａおよび第２の熱伝導性シート１２Ｂからなる、第１の放熱ランド１４Ａと第２の放熱用ランド１４Ｂとを熱的に接続する熱伝導経路１５が形成されたフレキシブルプリント配線板１０が得られる。
【００４３】
フレキシブルプリント配線板１０の表面、すなわち、第１の熱伝導性シート１２Ａの上面には、その後、図５（ｄ）に示すように、電子部品が搭載される第１の放熱ランド１４Ａ部分と、回路パターン１３の電子部品の電極が接続される部分を除いて、カバーレイフィルム１６が接着される。カバーレイフィルム１６には、絶縁性シート１１に使用されるものと同様の樹脂フィルムが使用される。
【００４４】
次に、このようにして得られたフレキシブルプリント配線板１０の使用形態について説明する。
【００４５】
図６は、フレキシブルプリント配線板１０の使用形態の一例を示した断面図である。図６に示すように、電子部品３１は、フレキシブルプリント配線板１０の第１の放熱ランド１４Ａ上に搭載されるとともに、ワイヤ３２により回路パターン１３に電気的に接続されている。そして、フレキシブルプリント配線板１０の裏面、すなわち、第２の熱伝導性シート１２Ｂの下面には、アルミ合金や銅合金等の熱伝導性材料からなる平板状の放熱部材３３が、熱伝導性接着剤等により固着されている。なお、図６では、１個の電子部品３１のみを実装した例を示している。
【００４６】
フレキシブルプリント配線板１０に実装された電子部品３１で発生した熱は、第１の放熱ランド１４Ａ、熱伝導経路１５、及び第２の放熱ランド１４Ｂを介して、放熱部材３３へと効率よく伝導され、放熱される。特に、熱伝導経路１５を構成している第１及び第２の熱伝導性シート１２Ｂに含まれる高熱伝導性の無機充填剤が接触状態で存在している場合には、熱伝導性のより良好な熱伝導経路１５が形成されるため、電子部品３１で発生した熱をより効率よく放熱させることができる。なお、このような第１の放熱ランド１４Ａから熱伝導経路１５への熱の伝導、熱伝導経路１５から第２の放熱ランド１４Ｂへの熱の伝導は、液晶パネルの透明電極とドライバＩＣとのＡＣＦ接合による電気伝導と同様の原理によるものである。
【００４７】
このように本実施形態のフレキシブルプリント配線板１０は、発熱性の電子部品で発生する熱を効率よく放熱部材へ伝導させ、放熱させることができ、しかも、簡便な工程で容易に製造することができる。
【００４８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されるものでないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範囲内で各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の記載において「部」は「質量部」を示すものとする。
【００５０】
（実施例１）
［熱伝導性シートの作成］
ビフェニル骨格含有エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製 商品名 ＪＥＲ ＹＸ４０００Ｈ；エポキシ当量１９５）２３部、ジシアンジアミド１．２部、２−エチル−４−メチルイミダゾール０．０５部、カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエンゴム（日本ゼオン（株）製 商品名 ニポール１０７２）１０質量部、窒化ホウ素（電気化学工業（株）製 商品名 ＳＧＰＳ；重量平均粒径１２μｍの凝集粒状粒子）２５部およびアルミナ４０部を、メチルエチルケトン／ジメチルホルムアミド＝６／４（質量比）の混合溶媒に溶解もしくは分散させ、これを、片面に離型剤を付与した厚さ３８μｍのポリエステルフィルムの離型剤付与面に塗布し、１５０℃で３分間乾燥させた後、ポリエステルフィルムから剥離して、厚さ３０μｍ、熱伝導率２Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性シートを作成した。
【００５１】
［転写パターンの形成］
厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム（パナック工業（株）製 商品名 パナプロテクトＥＴ−５０Ｂ）上に、厚さ３５μｍの銅箔（三井金属鉱業（株）製 商品名 ＨＴＥ−０６−３５）を、ラミネータを用いて、ロール温度常温、圧力０．５ＭＰａの条件で貼り付け、銅箔シートを得た。次いで、この銅箔シートの銅箔上にエッチングレジスト層を形成し、エッチング処理を行った後、エッチングレジスト層を除去して、回路パターン及び第１の放熱ランドとなる転写パターンを形成した。
同様にして銅箔シートを得、さらに、この銅箔シートの銅箔上に、第２の放熱ランドとなる転写パターンを形成した。
【００５２】
［絶縁性シートの作成］
厚さ７．５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）製 商品名 カプトン３０ＥＮ）に、ビク型を用いて、３ｃｍ×３ｃｍの開口部を形成した。
【００５３】
［フレキシブルプリント配線板の製造］
上記絶縁性シートの上下両面に、それぞれ上記熱伝導性シートを介して、転写パターンを形成した２枚のフィルムを転写パターン形成面を熱伝導性シートに向けて積層し位置合わせした後、温度１６０℃、圧力２．５ＭＰａ、時間５０分の条件で、プレス成形した。プレス成形の際、クッション材として１９０ｇ／ｍ２のクラフト紙を４枚使用した。次いで、その両面にレジスト層を形成して、厚さ約１００μｍのフレキシブルプリント配線板を製造した。
【００５４】
（実施例２）
絶縁性シートとして、厚さ７．５μｍのポリイミドフィルムに代えて、厚み３０μｍのガラスクロス（旭シュエーベル（株）製 商品名 ガラスクロスＡ１０２０）を使用した以外は実施例１と同様にして、厚さ１００μｍのフレキシブルプリント配線板を製造した。
【００５５】
（比較例）
片面銅張フレキシブル基板（京セラケミカル（株）製 商品名 ＴＬＦ−５２１ＭＷＴ３５／１２；銅厚３５μｍ、ポリイミドフィルム厚１２μｍ）にエッチング法により回路を形成した後、その回路形成面にカバーレイフィルム（京セラケミカル（株）製 商品名 ＴＦＡ−５７７ＫＨＬ−１２３０を接着して、厚さ１００μｍのフレキシブルプリント配線板を製造した。
【００５６】
上記のようにして得られた実施例１、２及び比較例のフレキシブルプリント配線板の特性を下記に示す方法で評価した。
すなわち、フレキシブルプリント配線板をアルミ合金からなる放熱板上に載置した後、表面に形成された、導体幅２ｍｍ、全長２０ｍｍの狭隘部を略中間部に有する、導体幅１０ｍｍの線路導体に、１０Ａの電流を３分間通電し、前記狭隘部表面における温度の上昇（Δｔ）を調べた。結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
表１から明らかなように、実施例のフレキシブルプリント配線板は熱伝導性が良好で、発生した熱を放熱板へ効率よく伝導させ、放熱させることができることが確認された。
【符号の説明】
【００５９】
１０…フレキシブルプリント配線板、１１ａ…開口部、１２Ａ…（第１の）熱伝導性シート、１２Ｂ…（第２の）熱伝導性シート、１３…回路パターン、１４Ａ…（第１の）放熱ランド、１４Ｂ…（第２の）放熱ランド１４Ｂ、１５…熱伝導経路、２１Ａ…（第１の）転写基材、２１Ｂ…（第２の）転写基材、２２Ａ…（第１の）転写パターン、２２Ｂ…（第２の）転写パターン、２３…金属箔、３１…電子部品、３３…放熱部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を実装するためのフレキシブルプリント配線板であって、
前記電子部品の実装位置に対応する位置に開口部を有する絶縁性シートと、
前記絶縁性シートの上面及び下面にそれぞれ積層された第１および第２の熱伝導性シートと、
前記第１の熱伝導性シートの上面に形成された前記電子部品が接続される回路パターンと、
前記第１の熱伝導性シートの上面の前記開口部に対応する位置に形成された第１の放熱用ランドと、
前記第２の熱伝導性シートの下面の前記開口部に対応する位置に形成された第２の放熱用ランドと、
を具備し、
前記絶縁性シートの開口部に、前記第１および第２の熱伝導性シートが埋入されて熱伝導経路が形成されており、この熱伝導経路を介して前記第１の放熱ランドと前記第２の放熱用ランドとが熱的に接続されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
【請求項２】
前記第１及び第２の放熱ランドは、それぞれ、その少なくとも一部が前記第１及び第２の熱伝導性シート１２Ｂ内に埋設されていることを特徴とする請求項１記載のフレキシブルプリント配線板。
【請求項３】
前記熱伝導性シートは、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）全体の３〜５０質量％の量のエラストマー、および（Ｅ）全体の３０〜８５質量％の量の無機充填剤を含む熱伝導性樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１または２記載のフレキシブルプリント配線板。
【請求項４】
前記（Ｅ）無機充填剤は、窒化ホウ素、窒化アルミニウムおよびアルミナから選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項３記載のフレキシブルプリント配線板。
【請求項５】
前記熱伝導性シートは、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上である請求項１乃至４のいずれか１項記載のフレキシブルプリント配線板。
【請求項６】
電子部品を実装するためのフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、
前記電子部品の実装位置に対応する位置に開口部を有する絶縁性シートの一方の面に、第１の熱伝導性シートを介して、一方の面に前記電子部品が接続される回路パターンと、前記開口部に対応する位置に第１の放熱用ランドを形成した第１の転写部材を、回路パターンとおよび第１の放熱用ランド形成面を絶縁性シート側に向けて積層するとともに、他方の面に、第２の熱伝導性シートを介して、一方の面に前記開口部に対応する位置に第２の放熱用ランドを形成した第２の転写部材を、前記第２の放熱用ランド形成面を絶縁性シート側に向けて積層し、加熱加圧して、前記絶縁性シートと、前記第１及び第２の熱伝導性シートと、前記回路パターンと、前記第１および第２の放熱用ランドとを一体化した後、前記第１および第２の転写部材を除去することを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
加熱加圧によって、前記絶縁シートの開口部に前記第１および第２の熱伝導性シートが埋入されて熱伝導経路が形成されることを特徴とする請求項６記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項１】
電子部品を実装するためのフレキシブルプリント配線板であって、
前記電子部品の実装位置に対応する位置に開口部を有する絶縁性シートと、
前記絶縁性シートの上面及び下面にそれぞれ積層された第１および第２の熱伝導性シートと、
前記第１の熱伝導性シートの上面に形成された前記電子部品が接続される回路パターンと、
前記第１の熱伝導性シートの上面の前記開口部に対応する位置に形成された第１の放熱用ランドと、
前記第２の熱伝導性シートの下面の前記開口部に対応する位置に形成された第２の放熱用ランドと、
を具備し、
前記絶縁性シートの開口部に、前記第１および第２の熱伝導性シートが埋入されて熱伝導経路が形成されており、この熱伝導経路を介して前記第１の放熱ランドと前記第２の放熱用ランドとが熱的に接続されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
【請求項２】
前記第１及び第２の放熱ランドは、それぞれ、その少なくとも一部が前記第１及び第２の熱伝導性シート１２Ｂ内に埋設されていることを特徴とする請求項１記載のフレキシブルプリント配線板。
【請求項３】
前記熱伝導性シートは、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）全体の３〜５０質量％の量のエラストマー、および（Ｅ）全体の３０〜８５質量％の量の無機充填剤を含む熱伝導性樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１または２記載のフレキシブルプリント配線板。
【請求項４】
前記（Ｅ）無機充填剤は、窒化ホウ素、窒化アルミニウムおよびアルミナから選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項３記載のフレキシブルプリント配線板。
【請求項５】
前記熱伝導性シートは、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上である請求項１乃至４のいずれか１項記載のフレキシブルプリント配線板。
【請求項６】
電子部品を実装するためのフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、
前記電子部品の実装位置に対応する位置に開口部を有する絶縁性シートの一方の面に、第１の熱伝導性シートを介して、一方の面に前記電子部品が接続される回路パターンと、前記開口部に対応する位置に第１の放熱用ランドを形成した第１の転写部材を、回路パターンとおよび第１の放熱用ランド形成面を絶縁性シート側に向けて積層するとともに、他方の面に、第２の熱伝導性シートを介して、一方の面に前記開口部に対応する位置に第２の放熱用ランドを形成した第２の転写部材を、前記第２の放熱用ランド形成面を絶縁性シート側に向けて積層し、加熱加圧して、前記絶縁性シートと、前記第１及び第２の熱伝導性シートと、前記回路パターンと、前記第１および第２の放熱用ランドとを一体化した後、前記第１および第２の転写部材を除去することを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
加熱加圧によって、前記絶縁シートの開口部に前記第１および第２の熱伝導性シートが埋入されて熱伝導経路が形成されることを特徴とする請求項６記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２１０８７７（Ｐ２０１１−２１０８７７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７５９９４（Ｐ２０１０−７５９９４）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（３９００２２４１５）京セラケミカル株式会社 (424)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（３９００２２４１５）京セラケミカル株式会社 (424)
【Ｆターム（参考）】
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