JP4399019B1

JP4399019B1 - 電子機器、フレキシブルプリント配線板、およびフレキシブルプリント配線板の製造方法

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Publication number: JP4399019B1
Application number: JP2008198147A
Authority: JP
Inventors: 保輝鳥越; 生代美室
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2028-07-31
Also published as: CN101640973A; US20100025085A1; JP2010040547A

Abstract

【課題】可撓性を維持しつつ、不要な電磁波の漏洩を防止することができるフレキシブルプリント配線板を備えた電子機器を得る。
【解決手段】電子機器は、筐体と、筐体に収容されるフレキシブルプリント配線板２４と、を具備する。フレキシブルプリント配線板２４は、シート状の絶縁層と、絶縁層の一方の面に設けられる信号線４１と、絶縁層の一方の面とは反対側の他方の面に設けられる導電性のグランド層３４と、を具備し、グランド層３４は、メッシュ形状をなしたメッシュ部４３と、当該メッシュ部４３の内側の目を塞いでいる薄膜状の薄膜部４４と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、グランド層を有するフレキシブルプリント配線板を備えた電子機器、フレキシブルプリント配線板、およびフレキシブルプリント配線板の製造方法に関する。

例えば、メッシュ構造のグランド層を設けて、ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）を低減したフレキシブルプリント配線板が開示されている。このフレキシブルプリント配線板は、可撓性を有する絶縁層と、絶縁層の一の面に設けられたメッシュ状のグランド層と、絶縁層の他面に設けられた信号線と、を有している。

このフレキシブルプリント配線板では、信号線は、メッシュ構造の交点を結ぶ線とは平行にならないように配置されている。このため、信号線とグランド層との間の位置関係にインピーダンスが依存しないとされている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−２２７４６９号公報

ところで、上記従来のグランド層のように、メッシュ構造をとる場合には、フレキシブルプリント配線板に十分な可撓性を持たせることができる。しかしながら、メッシュ構造のグランド層では、その構造上電磁波のシールド性が十分ではない。このため、導電性の部材の近傍にフレキシブルプリント配線板を配置するなど使用状況によっては、不要な電磁波が基準値を超えて外部に漏れてしまうことがある。一方、グランド層をシート状の導体層によって形成すると、電磁波のシールド性は向上するものの、フレキシブルプリント配線板の可撓性が低下する。

本発明の目的は、可撓性を維持しつつ、不要な電磁波の漏洩を防止することができるフレキシブルプリント配線板を備えた電子機器を得ることにある。

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る電子機器は、筐体と、前記筐体に収容されるフレキシブルプリント配線板と、を具備する電子機器であって、前記フレキシブルプリント配線板は、シート状の絶縁層と、前記絶縁層の一方の面に設けられる信号線と、前記絶縁層の前記一方の面とは反対側の他方の面に設けられる導電性のグランド層と、を具備し、前記グランド層は、メッシュ形状をなしたメッシュ部と、当該メッシュ部の内側の目を塞ぐとともに前記メッシュ部に密着した薄膜状の薄膜部と、を有する。

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るフレキシブルプリント配線板は、シート状の絶縁層と、前記絶縁層の一方の面に設けられる信号線と、前記絶縁層の前記一方の面とは反対側の他方の面に設けられ導電性のグランド層と、を具備し、前記グランド層は、メッシュ形状をなしたメッシュ部と、当該メッシュ部の内側の目を塞ぐとともに前記メッシュ部に密着した薄膜状の薄膜部と、を有する。

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るフレキシブルプリント配線板の製造方法は、絶縁層の一方の面に信号層を形成するとともに前記絶縁層の他方の面にシート状の導体層を設け、前記グランド層をメッシュ形状にするエッチング処理を行った後、メッシュ形状になった前記導体層の上側から直接導電性の薄膜部を積層してグランド層を形成する。

前記目的を達成するため、本発明の他の形態に係るフレキシブルプリント配線板の製造方法は、絶縁層の一方の面に信号層を形成するとともに前記絶縁層の他方の面に導電性の薄膜を形成した後、この薄膜上にマスキング処理を施して直接メッシュ形状の導体をめっきで形成しグランド層を形成する。

前記目的を達成するため、本発明の他の形態に係るフレキシブルプリント配線板の製造方法は、絶縁層の一方の面に信号層を形成するとともに前記絶縁層の他方の面にシート状の導体層を形成した後、メッシュ形状にするとともに当該メッシュ形状の内側の目に相当する部分に薄膜を残すように前記導体層にエッチング処理を行ってグランド層を形成する。

可撓性を維持しつつ、不要な電磁波の漏洩を防止することができるフレキシブルプリント配線板を備えた電子機器を得ることができる。

以下に、図１から図６を参照して、電子機器の実施形態について説明する。本実施形態では、電子機器の一例として、いわゆるノートブック型のパーソナルコンピュータであるポータブルコンピュータに適用した場合を例に説明する。

図１に示すように、ポータブルコンピュータ１１は、本体ユニット１２と、ディスプレイユニット１３と、本体ユニット１２とディスプレイユニット１３との間に設けられるヒンジ部１４と、を備えている。ヒンジ部１４は、ディスプレイユニット１３を回動可能に支持している。ヒンジ部１４は、本体ユニット１２に対して閉じている状態と、本体ユニット１２に対して開いている状態との間で回動できるようにディスプレイユニット１３を支持している。

図１に示すように、ディスプレイユニット１３は、ディスプレイキャビネット１５と、ディスプレイキャビネット１５の内部に収納されるディスプレイの一例である液晶ディスプレイ１６と、を備えている。

図１から図３に示すように、本体ユニット１２は、筐体である合成樹脂製の本体キャビネット２１と、本体キャビネット２１の内部に収容されるプリント回路板２２およびハードディスク装置２３と、プリント回路板２２とハードディスク装置２３とを電気的に接続するためのフレキシブルプリント配線板２４およびコネクタ２５と、本体キャビネット２１に取り付けられたキーボード２６、タッチパッド２７およびボタン２８と、を備えている。プリント回路板２２は、ＣＰＵ等の複数の回路部品を有している。本体キャビネット２１は、ハードディスク装置２３を取り付けるための方形の開口部２９を有している。

図４と図５に示すように、フレキシブルプリント配線板２４は、基材となるシート状の第１の絶縁層３１と、第１の絶縁層３１の一方の面に設けられた信号層３２と、信号層３２の外側を覆うように設けられた第２の絶縁層３３と、第１の絶縁層３１の他方の面に設けられた導電性のグランド層３４と、第１の絶縁層３１と信号層３２との間、第１の絶縁層３１とグランド層３４との間、および信号層３２と第２の絶縁層３３との間にそれぞれ設けられた接着剤層３５と、グランド層３４の外側に設けられる保護膜３６と、信号線４１の周囲の銅箔部分４２とグランド層３４とを電気的に接続するスルーホールめっき３７と、を有している。保護膜３６は、例えば合成樹脂によって形成されている。

第１の絶縁層３１および第２の絶縁層３３は、例えばポリイミドフィルムで形成される。信号層３２は、信号線４１と、信号線４１の周囲に配置される銅箔部分４２と、を有する。グランド層３４は、メッシュ形状のメッシュ部４３と、メッシュ部４３の内側の目の部分に設けられる薄膜部４４と、を有している。薄膜部４４は、メッシュ形状の内側の目を塞ぐように設けられている。薄膜部４４は、例えば、１０〜２０ｎｍの厚みを有している。薄膜部４４は、例えば、銀ペーストを熱硬化して形成されている。本実施形態で、薄膜部４４の厚みを１０〜２０ｎｍとしているが、薄膜部４４は、例えば１０ｎｍから１０μｍの厚みの範囲内であれば、フレキシブルプリント配線板２４の可撓性に悪影響を与えないで、電磁波のシールド性を十分発揮できる。

続いて、図６を参照して、本実施形態のフレキシブルプリント配線板２４を用いたＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）の評価結果について説明する。図６に示すように、フレキシブルプリント配線板２４から放射されるＥＭＩは、水平偏波および垂直偏波のいずれも、２点鎖線で示される基準値を下回った。従来のメッシュ形状のグランド層のみを有するフレキシブルプリント配線板では、ピンポイントで基準値を超える波形が確認されたが、本実施形態のフレキシブルプリント配線板２４では、安定的にＥＭＩの放射が抑制されることが確認された。

図５を参照して、本実施形態のフレキシブルプリント配線板２４の製造方法について説明する。このフレキシブルプリント配線板２４では、基材となる第１の絶縁層３１の一方の面に形成される信号線４１は、一般的なフレキシブルプリント配線板のビルドアッププロセスで形成される。第１の絶縁層３１の他方の面に形成されるグランド層３４は、以下の手順で形成される。

第１の絶縁層３１の他方の面に、接着剤を介してシート状の導体層を接着する。続いて、この導体層に対して、例えばマスキングを行ってエッチング処理を加えることにより、導体層をメッシュ形状のメッシュ部４３にする。このメッシュ部４３の上側から、例えば、導体である銀ペーストをスクリーン印刷等の手法で塗布して、導電性の薄膜部４４を形成する。この塗布の完了後に薄膜部４４に熱処理を加えて、銀ペーストを熱硬化させてグランド層３４を形成する。この銀ペーストは、導電性物質としての銀を有機材と混ぜてペースト化して形成される。

なお、本実施形態では、メッシュ形状の内側の目の部分にスクリーン印刷を行って薄膜部４４を形成しているが、薄膜部４４の形成方法はこれに限定されるものではない。薄膜部４４は、スパッタリングによってメッシュ部４３の上側から銀や銅を積層して形成しても良いし、メッシュ部４３の上側から導電性のある銀等のシールドフィルムを接着して形成しても良い。

第１の実施形態によれば、電子機器の一例であるポータブルコンピュータ１１は、筐体と、筐体に収容されるフレキシブルプリント配線板２４と、を具備し、フレキシブルプリント配線板２４は、シート状の絶縁層と、絶縁層の一方の面に設けられる信号線４１と、絶縁層の一方の面とは反対側の他方の面に設けられる導電性のグランド層３４と、を具備し、グランド層３４は、メッシュ形状をなしたメッシュ部４３と、当該メッシュ部４３の内側の目を塞いでいる薄膜状の薄膜部４４と、を有する。

また、本実施形態のフレキシブルプリント配線板２４の製造方法は、絶縁層の一方の面に信号層３２を形成するとともに絶縁層の他方の面にシート状で導電性の導体層を形成し、導体層をメッシュ形状にするエッチング処理を行った後、メッシュ形状になった導体層の上側から導電性の薄膜部４４を積層してグランド層３４を形成する。

これらの構成によれば、メッシュ形状のものに、メッシュの目を塞ぐ薄膜部４４を組み合わせた半メッシュ形状としてグランド層３４を形成できる。このため、グランド層３４の主要部をメッシュ形状にすることができ、フレキシブルプリント配線板２４の可撓性を維持することができる。また、薄膜部４４でメッシュの目を塞いで電磁波の透過を防止することで、フレキシブルプリント配線板２４の周辺に配置される導体と、フレキシブルプリント配線板２４の信号線４１との間の電磁的な結合を遮断できるため、フレキシブルプリント配線板２４から照射される不要輻射（ＥＭＩ）を低減できる。これらによって、簡単な構造で、フレキシブルプリント配線板２４から照射されるＥＭＩの低減と、可撓性の向上との両立とを図ることができる。また、本実施形態のフレキシブルプリント配線板２４を用いることにより、装置の上下および左右といった様々な場所にコネクタがあるような、より柔軟な設計が可能な電子機器を提供できる。また、より可動範囲の大きいヒンジ部１４を備えた小型のデジタル機器の開発が可能となる。

この場合、薄膜部４４は、予め絶縁層の他方の面に対して接着されたメッシュ部４３の上側から導体を積層して形成される。この構成によれば、スクリーン印刷、スパッタリング、およびフィルム状の導体の接着により、薄膜部４４を簡単に形成することができる。

続いて、図７を参照して、ポータブルコンピュータ１１の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の電子機器の一例であるポータブルコンピュータ１１は、フレキシブルプリント配線板２４のグランド層５１の製造方法等が第１の実施形態と異なっているが、他の部分は第１の実施形態と共通している。このため、主として第１の実施形態と異なる部分について説明し、共通する箇所については共通の符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、フレキシブルプリント配線板２４は、基材となる第１の絶縁層３１と、第１の絶縁層３１の一方の面に設けられた信号層３２と、信号層３２の外側を覆うように設けられた第２の絶縁層３３と、第１の絶縁層３１の他方の面に設けられた導電性のグランド層５１と、グランド層５１の外側に設けられた第３の絶縁層５２と、第１の絶縁層３１と信号層３２との間、信号層３２と第２の絶縁層３３との間、およびグランド層５１と第３の絶縁層５２との間、にそれぞれ設けられた接着剤層３５と、信号線４１の周囲の銅箔部分とグランド層５１とを電気的に接続するスルーホールめっき３７と、を有している。

グランド層５１は、メッシュ形状のメッシュ部４３と、メッシュ部４３の内側の目の部分に設けられる薄膜部４４と、を有している。薄膜部４４は、例えば、５０〜１００ｎｍの厚みを有している。薄膜部４４は、例えば、第１の絶縁層３１の表面に銅をスパッタリングして形成されている。

第２の実施形態のフレキシブルプリント配線板２４の製造方法について説明する。第１の絶縁層３１の一方の面に、一般的なビルドアッププロセスで信号線４１を形成する。第１の絶縁層３１の他方の面に、スパッタリングによって例えば銅の薄膜部４４（スパッタリング層）を形成する。続いて、薄膜部４４上にめっきレジストを配置させてマスクを行いつつ、薄膜部４４上にめっきでメッシュ形状のメッシュ部４３（めっき金属層）を形成してグランド層５１を形成する。

なお、本実施形態では、薄膜部４４をスパッタリングによって形成するようにしているが、これに限定されるものではない。薄膜部４４は、蒸着等のその他の薄膜形成方法によっても形成することができる。また、メッシュ部４３の形成方法としては、電界めっきおよび無電界めっきのいずれも用いることができる。また、本実施形態のフレキシブルプリント配線板２４のＥＭＩを評価したところ、第１の実施形態と同様に基準値を下回ることが確認された。

第２の実施形態によれば、薄膜部４４は、絶縁層の他方の面にスパッタリングを施して形成したスパッタリング層である。この構成によれば、グランド層５１の薄膜部４４と絶縁層との間に接着剤を介在させる必要がないため、フレキシブルプリント配線板２４を薄く形成できるとともに、フレキシブルプリント配線板２４の高い可撓性を維持することができる。また、第１の絶縁層３１とグランド層５１とを接着剤で接着する必要がないため、フレキシブルプリント配線板２４の製造工程を簡略化できる。

この場合、メッシュ部４３は、スパッタリング層の上側にめっきを施して形成しためっき金属層である。この構成によれば、絶縁層の他方の面にスパッタリング層が形成されているため、電界めっきおよび無電界めっきのいずれの方法でも絶縁層上にメッシュ部４３を形成することができる。

また、本実施形態のフレキシブルプリント配線板の製造方法では、絶縁層の一方の面に信号層３２を形成するとともに絶縁層の他方の面に導電性の薄膜を形成した後、この薄膜上にマスキング処理を施してメッシュ形状の導体をめっきで形成しグランド層５１を形成する。この構成によれば、まず絶縁層に薄膜を形成するようにしているため、この薄膜に対して電界めっきおよび無電界めっき等の手法でメッシュ部４３を簡単に形成することができる。従って、全体としてフレキシブルプリント配線板２４の製造工程を簡略化することができる。

続いて、図８を参照して、ポータブルコンピュータ１１の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の電子機器の一例であるポータブルコンピュータ１１は、フレキシブルプリント配線板２４のグランド層６１の製造方法等が第１の実施形態と異なっているが、他の部分は第１の実施形態とおおむね共通している。このため、主として第１の実施形態と異なる部分について説明し、共通する箇所については共通の符号を付して説明を省略する。

図８に示すように、フレキシブルプリント配線板２４は、基材となる第１の絶縁層３１と、第１の絶縁層３１の一方の面に設けられた信号層３２と、信号層３２の外側を覆うように設けられた第２の絶縁層３３と、第１の絶縁層３１の他方の面に設けられた導電性のグランド層６１と、グランド層６１の外側に設けられた第３の絶縁層５２と、第１の絶縁層３１と信号層３２との間、信号層３２と第２の絶縁層３３との間、第１の絶縁層３１とグランド層６１との間およびグランド層６１と第３の絶縁層５２との間、にそれぞれ設けられた接着剤層３５と、信号線４１の周囲の銅箔部分４２とグランド層６１とを電気的に接続するスルーホールめっき３７と、を有している。

グランド層６１は、メッシュ形状のメッシュ部４３と、メッシュ部４３の内側の目の部分に設けられる薄膜部４４と、を有している。薄膜部４４は、例えば、５０〜１００ｎｍの厚みを有している。また、グランド層６１は、メッシュ部４３の内側の目の部分で、薄膜部４４の上側の位置に凹部６２を有している。

第３の実施形態のフレキシブルプリント配線板２４の製造方法について説明する。第１の絶縁層３１の一方の面に、一般的なビルドアッププロセスで信号線４１を形成する。第１の絶縁層３１の他方の面に、例えば接着剤を介してシート状の導体を接着する。続いて、導体上にエッチングレジストを配置させてマスクを行いつつ、エッチング処理で導体上に凹部６２を形成する。これによって、導体をメッシュ形状にする。また、当該メッシュ形状の内側の目の部分には、薄膜部４４が残るようにする。このとき、エッチング工程の処理時間および導体に作用させるエッチング液の量を調整して、メッシュ形状の内側の目の部分に薄膜部４４を残すようにする。

このようにして製造されたフレキシブルプリント配線板２４について、第１の実施形態と同様にＥＭＩを評価したところ、第１の実施形態と同様に基準値を下回ることが確認された。

第３の実施形態によれば、グランド層６１は、メッシュ部４３の内側の目に対応する部分をエッチング処理して形成した凹部６２を有する。

また、本実施形態のフレキシブルプリント配線板２４の製造方法は、絶縁層の一方の面に信号層３２を形成するとともに絶縁層の他方の面にシート状で導電性の導体層を形成した後、メッシュ形状にするとともに当該メッシュ形状の内側の目に相当する部分に薄膜を残すように導体層にエッチング処理を行ってグランド層６１を形成する。

これらの構成によれば、エッチングを用いる手法によっても、第１の実施形態および第２の実施形態と同様にメッシュ形状の内側の目の部分に薄膜部４４を有するグランド層６１を備えたフレキシブルプリント配線板２４を製造することができる。

本発明の電子機器は、前記実施の形態に限定されるものではない。本発明の電子機器は、ポータブルコンピュータだけはなく、携帯電話機にも適用することができる。このほか、本発明の電子機器は、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

本発明の第１の実施形態のポータブルコンピュータの斜視図。図１に示す、ポータブルコンピュータの本体キャビネットの内部に収容されるプリント回路板、フレキシブルプリント配線板、ハードディスク装置を示す斜視図。図２に示すハードディスク装置を装着するための本体キャビネットの開口部を示す斜視図。図４に示すフレキシブルプリント配線板を上方から示す上面図。図４に示すフレキシブルプリント配線板の縦方向に沿った断面図。図４に示すフレキシブルプリント配線板のＥＭＩの評価結果を示すグラフ。第２の実施形態に係るポータブルコンピュータプリントのフレキシブルプリント配線板を示す断面図。第３の実施形態に係るポータブルコンピュータプリントのフレキシブルプリント配線板を示す断面図。

符号の説明

１１…ポータブルコンピュータ、２４…フレキシブルプリント配線板、３１…第１の絶縁層、３２…信号層、３４…グランド層、４１…信号線、４３…メッシュ部、４４…薄膜部、５１…グランド層、６１…グランド層、６２…凹部

Claims

筐体と、
前記筐体に収容されるフレキシブルプリント配線板と、
を具備する電子機器であって、
前記フレキシブルプリント配線板は、
シート状の絶縁層と、
前記絶縁層の一方の面に設けられる信号線と、
前記絶縁層の前記一方の面とは反対側の他方の面に設けられる導電性のグランド層と、
を具備し、
前記グランド層は、メッシュ形状をなしたメッシュ部と、当該メッシュ部の内側の目を塞ぐとともに前記メッシュ部に密着した薄膜状の薄膜部と、を有することを特徴とする電子機器。
前記薄膜部は、予め前記絶縁層の前記他方の面に対して接着された前記メッシュ部の上側から導体を積層して形成されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記薄膜部は、前記絶縁層の前記他方の面にスパッタリングを施して形成したスパッタリング層であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記メッシュ部は、前記スパッタリング層の上側にめっきを施して形成しためっき金属層であることを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
前記グランド層は、前記メッシュ部の内側の目に対応する部分をエッチング処理して形成した凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
シート状の絶縁層と、
前記絶縁層の一方の面に設けられる信号線と、
前記絶縁層の前記一方の面とは反対側の他方の面に設けられる導電性のグランド層と、
を具備し、
前記グランド層は、メッシュ形状をなしたメッシュ部と、当該メッシュ部の内側の目を塞ぐとともに前記メッシュ部に密着した薄膜状の薄膜部と、を有することを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
前記薄膜部は、予め前記絶縁層の前記他方の面に対して接着された前記メッシュ部の上側から導体を積層して形成されることを特徴とする請求項６に記載のフレキシブルプリント配線板。
前記薄膜部は、前記絶縁層の前記他方の面にスパッタリングを施して形成したスパッタリング層であることを特徴とする請求項６に記載のフレキシブルプリント配線板。
前記メッシュ部は、前記スパッタリング層の上側にめっきを施して形成しためっき金属層であることを特徴とする請求項８に記載のフレキシブルプリント配線板。
前記グランド層は、前記メッシュ部の内側の目に対応する部分をエッチング処理して形成した凹部を有することを特徴とする請求項６に記載のフレキシブルプリント配線板。
絶縁層の一方の面に信号層を形成するとともに前記絶縁層の他方の面にシート状の導体層を設け、前記導体層をメッシュ形状にするエッチング処理を行った後、メッシュ形状になった前記導体層の上側から直接導電性の薄膜部を積層してグランド層を形成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。
絶縁層の一方の面に信号層を形成するとともに前記絶縁層の他方の面に導電性の薄膜を形成した後、この薄膜上にマスキング処理を施して直接メッシュ形状の導体をめっきで形成しグランド層を形成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。
前記導電性の薄膜は、前記絶縁層に対するスパッタリングにより形成されることを特徴とする請求項１２に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
絶縁層の一方の面に信号層を形成するとともに前記絶縁層の他方の面にシート状の導体層を設けた後、メッシュ形状にするとともに当該メッシュ形状の内側の目に相当する部分に薄膜を残すように前記導体層にエッチング処理を行ってグランド層を形成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。