本发明涉及在以树脂膜为基材的柔性电路片上安装电子部件而形成的柔性电路基板以及柔性电路基板的制造方法。
背景技术：
柔性电路基板具有柔软性，可以经很小的力而反复变形，具有在变形状态下也能维持其电特性的性质，这样的柔性电路基板被应用在各种电子产品中。
通过在以树脂膜为基材的柔性电路片上安装电子部件的方式制造这样的柔性电路基板。
例如通过专利文献1所示的以下方式进行电子部件在柔性电路片中的安装：将导电粘合剂涂敷在形成于柔性电路片的线路图案处，然后在该涂敷部分压接、安装电子部件的引线(电极)。
图8是示出这样的现有的柔性电路基板200的一个例子的主要部分的截面图。现有的柔性电路基板200是这样形成的：其具备柔性电路片90，所述柔性电路片90包含导电层70，该导电层70是形成在由树脂膜构成的基材40上的线路图案，同时，通过导电粘合剂硬化形成的导电粘合部60而使电子部件的电极30固定于导电层70。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平07-170048号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
然而，在现有的柔性电路基板200中，由导电粘合剂形成的线路图案的突出会导致电子部件的相邻的电极30之间短路。因此，需要用不产生突出的少量导电粘合剂来固定电极30。
进而，一旦导电粘合剂的量变少，粘合部位的粘合强度就不足，从而存在柔性电路片的弯曲或冲击而导致电子部件容易剥离的问题。
因此，鉴于上述问题而提出本发明，目的在于提供一种即使使用比以往多的导电粘合剂也能有效防止电极之间的短路、同时能够提高与电子部件和柔性电路片之间的固定力的柔性电路基板以及柔性电路基板的制造方法。
用于解决问题的方法
本发明的柔性电路基板，其是在柔性电路片上安装具有电极的电子部件而形成的柔性电路基板，其特征在于：柔性电路片具有由树脂膜构成的基材、形成于基材的贯通孔、自基材的一面侧覆盖贯通孔且构成电路图案的导电层，电子部件的电极自基材的另一面侧通过贯通孔而得以安装在导电层上，同时贯通孔内形成有导电粘合剂硬化而成的导电粘合部。
根据这样的本发明，能够将导电粘合剂填充于贯通孔内，能够使用比以往多的导电粘合剂。由此，能够提高电子部件与柔性电路片之间的固定力，在柔性电路基板变形时也能够防止电子部件的剥离。而且，由于导电粘合剂留存在贯通孔内，因此，也防止了导电粘合剂的突出，能够有效防止电极之间的短路。
此外，本发明可以为以下的形态：具有第一保护层，所述第一保护层覆盖导电层中的与基材侧相反侧的表面。
根据这样的形态，即使在形成贯通孔时贯穿了导电层的一部分，也能够通过保护层封闭该贯通部位。
此外，本发明可以为以下的形态：具有第二保护层，所述第二保护层覆盖导电粘合部和电极之间的粘合部位。
根据这样的形态，能够提高导电粘合部的耐候性。
此外，本发明可以为以下的形态：贯通孔的内周面以随着朝向导电层侧而直径变小的方式倾斜。
根据这样的形态，能够确保贯通孔的内周面中的与导电粘合部的粘合面积更大，能够进一步提高固定力。
此外，本发明可以为以下的形态：在贯通孔的周边形成有突出部。
根据这样的形态，与没有突出部的贯通孔相比，能够增多导电粘合剂的涂敷量，能够进一步扩大电极与基材之间的固定面，进一步提高固定力。
此外，本发明可以为以下的形态：导电层通过将导电粒子分散在粘合剂中而得以形成，导电层中的导电粒子的含量为85质量％以上、96质量％以下。
根据这样的形态，即使减小导电层的厚度，也能够在基材上形成贯通孔，同时能够不贯穿地保留导电层。此外，能够确保粘合剂对导电粒子的保持力，防止导电层变脆。
此外，本发明可以为以下的形态：导电层的厚度为2μm以上、50μm以下。
根据这样的形态，能够抑制导电层的材料即导电性糊剂的使用量，同时抑制成本的增加，防止激光加工时导电层被与基材一起去除。
此外，本发明可以为以下的形态：基材的厚度为10μm以上、200μm以下。
根据这样的形态，能够确保作为基材的足够的强度和耐久性，同时使激光加工性良好。
本发明的柔性电路基板的制造方法，其是在柔性电路片上安装具有电极的电子产品而形成的柔性电路基板的制造方法，其特征在于，具有：在由树脂膜构成的基材的一面侧形成导电层的工序、自所述基材的另一面侧照射激光而在所述基材中形成贯通孔并露出所述导电层的工序、以及在通过所述贯通孔在所述导电层安装电子部件的所述电极的同时在所述贯通孔中填充硬化导电粘合剂的工序。
根据这样的本发明，能够提供柔性电路基板，所述柔性电路基板是在导电层上固定电子部件时，使用比以往多的导电粘合剂，提高了电子部件和柔性电路片之间的固定力，同时防止了导电粘合剂的突出，有效防止了电极之间的短路的柔性电路基板。此外，通过使用激光器，从而即使在贯通孔形状复杂或配置复杂的情况下，也能够轻松地制造该柔性电路基板。
发明效果
根据上述本发明，即使使用比以往多的导电粘合剂，也能够有效防止电极之间的短路，同时能够提高电子部件和柔性电路片之间的固定力。由此，能够提供与以往相比，电子部件的剥离少、牢固且可靠性高的柔性电路基板。
附图说明
图1是示出第一实施例的柔性电路基板的俯视图。
图2是图1的a-a截面图。
图3是示出柔性电路基板的制造方法的第一工序的主要部分的截面图。
图4是示出柔性电路基板的制造方法的第二工序的主要部分的截面图。
图5是示出第二实施例的柔性电路基板的主要部分的截面图。
图6是示出第三实施例的柔性电路基板的主要部分的截面图。
图7是示出第四实施例的柔性电路基板的主要部分的截面图。
图8是示出现有的柔性电路基板的主要部分的截面图。
部件代表符号说明
1，1'，10，100，200柔性电路基板
2电子部件
3引线(电极)
4基材
5贯通孔
6导电粘合部
7导电层
8第一保护层
8'第二保护层
9柔性电路片
51突出部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例的柔性电路基板进行说明。
第一实施例(图1、图2)
第一实施例的柔性电路基板1以用导电粘合部6将具有作为电极的引线3的电子部件2固定于柔性电路片9的方式而得以形成。导电粘合部6是指由硬化后的导电粘合剂所形成的引线3的固定部位。
柔性电路片9以具有基材4、形成于基材4的贯通孔5、自基材4的一面侧覆盖贯通孔5且构成电路图案的导电层7的方式而得以形成。
基材4由树脂膜形成。作为该树脂膜的材料，例如能够由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)树脂、聚碳酸酯(pc)树脂、聚酰亚胺(pi)树脂、聚甲基丙烯酸(pmma)树脂、聚丙烯(pp)树脂、聚氨酯(pu)树脂、聚酰胺(pa)树脂、聚醚砜(pes)树脂、聚醚醚酮(peek)树脂、三乙酰基纤维素(tac)树脂、环烯烃聚合物(cop)等形成。其中，从激光加工性的观点出发，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)树脂。
可以使用增强与导电层或导电粘合剂之间的粘合性的底漆层、表面保护层、或者以抗静电为目的的外涂层等中的、由有机高分子组成的并进行过表面处理的层来作为树脂膜。
树脂膜的厚度优选为10～200μm。如果厚度达到200μm，则满足作为柔性电路片的强度，但超过200μm时，越厚越没有必要提高强度，反而还存在厚度方向上空间变少的缺点。此外，如果超过200μm，则与后述的导电层7的厚度相比，树脂膜的厚度变得过大，因此，在使用激光器进行加工的情况下，难以调整激光输出来用于留下导电层7、去除树脂膜。另一方面，如果小于10μm，则作为基材4的耐久性会不足。
贯通孔5形成为与要安装的电子部件2的引线3的配置相应的图案。具体而言，贯通孔5要形成得比引线3的外形大，且在相邻的引线之间要留存有基材4。这是由于如果相邻引线3之间的贯通孔5相连，则导电粘合剂通过该相连部分流出，相邻引线3之间会发生短路。
贯通孔5以其内周面与基材4的表面垂直的方式而得以形成。此外，贯通孔5在俯视视角下形成为长圆形。
此外，贯通孔5在俯视视角下的形状不限于长圆形，能够是任意的形状。然而，贯通孔5通过为圆形、椭圆形或长圆形，从而与矩形的贯通孔5不同，内周部分不形成角部，因此，导电粘合剂不会扩散到该角部而形成空隙部分，能够防止固定力降低这一问题的发生。此外，当用激光器形成贯通孔5时，相比矩形，长圆形能够更容易加工。
进而，比起俯视视角下呈圆形的贯通孔5，长圆形的贯通孔5能够使贯通孔5之间的间距变窄，即使电子部件2的引线3以窄间距设置，也能使相邻的引线3之间不发生短路。
粘合剂中分散导电粒子而成的导电性糊剂(导电性涂覆液)硬化而形成导电层7。如果使用导电性糊剂，就能够通过印刷形成电路图案，因此，与蚀刻铜箔而形成的电路图案相比，具有能够以较少的工序数、低的成本制造线路自由度高的柔性电路片的优点。
作为导电粒子，可使用由金属构成的粒子，具体地能够列举出银、铜、铝、镍或它们的合金、或者用银或金涂覆金属而得的粒子。其中，优选使用导电性高的银粒子。在后述的激光处理中，为了在不去除导电层7的情况下而在基材4上形成贯通孔5，优选由这样的金属所构成的粒子。与此相对地，用金属涂覆树脂而成的导电粒子由于容易被激光去除，从而难以使用。
作为粘合剂，可使用有机高分子。具体地能够列举出丙烯酸、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、有机硅、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氯乙烯等各种树脂。其中，优选聚酯。
导电粒子分散在粘合剂中，导电粒子的质量占导电层7的导电粒子和粘合剂的总质量的比例越大，当用激光器在基材4上设置贯通孔5时，越难去除导电层7。因此，导电层7中的导电粒子的比例优选为85质量％以上，更优选为88质量％以上。
如果小于85质量％，则难以通过使用激光器的制造方法进行制造。此外，如果为85质量％以上，则即使导电层7的厚度薄至4～20μm，也能够在基材4上形成贯通孔5，同时能够不贯穿地保留导电层7。如果为88质量％以上，则无论基材4的厚度如何，都能够准确地去除基材4，同时不贯穿导电层7，使其一部分留存下来。
导电层7中的导电粒子的质量比例的上限约为96质量％。当超过96质量％时，有粘合剂不能保持导电粒子，导电层7变脆的问题。
导电层7的厚度能够是2～50μm。此外，优选为4～20μm。如果小于2μm，则在激光加工时，会有与基板4一起被激光去除的问题，如果超过50μm，则导电性糊剂的使用量增加而导致成本增加。如果厚度为4μm以上，则激光输出的条件范围变宽，制造变得容易。此外，如果厚度为20μm以下，则导电层7所形成的电路图案与其周围的基材4的表面之间的台阶差变小，在电路图案上再涂覆一层保护层时，能够抑制气泡的混入。
可通过将导电性糊剂印刷成要求的电路图案形状而形成导电层7。导电性糊剂可使用：(1)将导电粒子和粘合剂溶解在溶剂中而成的物质，或(2)将导电粒子和粘合剂的前体(主剂和固化剂)溶解在溶剂中而成的物质，或(3)当粘合剂的前体为液态时，将导电粒子分散在粘合剂的前体中而成的物质。此外，在上述成分的基础上，导电性糊剂中也可适当地添加分散剂、消泡剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂等。
通过借助贯通孔5把电子部件2的引线3安装在导电层7上，同时在贯通孔5内填充、硬化导电粘合剂来进行电子部件2在柔性电路片9上的固定。
导电粘合剂是将导电粒子分散在粘合剂中而形成的粘合剂。
作为包含在导电粘合剂中的导电粒子，可使用由金属构成的粒子，具体地能够列举出银、铜、铝、镍、或它们的合金、或者用银或金涂覆金属而得的粒子。其中，优选使用导电性高、具有耐候性的银粒子。
作为包含在导电粘合剂中的粘合剂，可使用有机高分子。具体地能够列举出丙烯酸、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、有机硅、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氯乙烯等各种树脂。其中，优选使用环氧树脂。通过使用环氧树脂，能够提高基材4和引线3之间的粘合性。
柔性电路基板的制造方法(图3、图4)
下面，对第一实施例的柔性电路基板1的制造方法进行说明。
首先，作为第一工序，如图3所示，在基材4的一面侧涂覆导电性糊剂，形成导电层7。
作为导电性糊剂的涂覆方法，能够列举出丝网印刷、用棒式涂覆机涂覆、用分配器涂覆等。其中，从能够以低成本形成较精细且复杂的电路图案的观点出发，特别优选采用丝网印刷。
其次，作为第二工序，如图4所示，从与形成有导电层7的表面相反的表面侧对基材4照射激光，留下导电层7并在基材4上形成贯通孔5。由此，形成导电层7从贯通孔5露出的状态。
作为第二工序中使用的激光器，优选二氧化碳激光器。如果用yag激光器或光纤激光器等的固体激光器，则容易在去除基材4的同时去除导电层7，难以留下导电层7而仅去除基材4。对此，通过二氧化碳激光器，能够轻松地进行在贯穿厚度大的基材4的同时、留下厚度小的导电层7的加工。
在照射上述二氧化碳激光时，在导电层7形成与其周围色泽不同的激光痕迹区域。该色泽不同的区域是导电层7变质、色泽发生变化的区域，在基材4被完全贯通时形成。因此，通过检查该区域，能够进行照射二氧化碳激光后的质量检查。
此外，除了用激光器以外，也可以使用切削刃来进行贯通孔5的形成。切削刃具有当在基材4上形成多个贯通孔5时，能够同时形成多个贯通孔5的优点。但是，在使用切削刃的情况下，难以加工出形状或配置复杂的贯通孔5，然而，如果使用激光器，则能够轻松地进行形状或配置复杂的贯通孔5的加工。
继而，作为第三工序，通过贯通孔5在导电层7上安装电子部件2的引线3，同时在贯通孔5填充、硬化导电粘合剂。如此，形成导电粘合部6，如图1和图2所示，形成完成了在柔性电路片9上固定电子部件2的状态。
此外，在第三工序中，虽然通过导电粘合剂对插入贯通孔5内的电子部件2的引线3和基材4进行固定，但可以先在贯通孔5内插入电子部件的引线3，然后在其周围填充导电粘合剂，也可以预先在贯通孔5内填充导电粘合剂，然后将电子部件的引线插入贯通孔内。
第二实施例(图5)
第二实施例的柔性电路基板1'除了在第一实施例的柔性电路基板1上又设置了第一保护层8和第二保护层8'以外，具有与上述的第一实施例相同的结构。因此，在以下的说明中，将阐述与第一实施例不同的第一保护层8和第二保护层8'。
本实施例的柔性电路基板1'，如图5所示，在导电层7的、与基材4侧相反的一侧表面上形成有第一保护层8。此外，以覆盖导电粘合部6和引线3的粘合部分的方式形成第二保护层8'。作为第一保护层8和第二保护层8'的材料，可以举出聚酯类、氯乙烯类或丙烯酸聚氨酯类的各种树脂材料。
在形成贯通孔5之前，进行第一保护层8在导电层7的表面的形成。由此，在用激光器形成贯通孔5时，即使贯通导电层7的一部分，也能够通过第一保护层8封闭该贯通部位。此外，通过设置覆盖导电粘合部6和引线3之间的粘合部分的第二保护层8'，能够提高导电粘合部6的耐候性。这一点尤其在使用含银的导电粘合剂的情况下，对于防止银的腐蚀尤其有效。
第三实施例(图6)
第三实施例的柔性电路基板10除了具有与第一实施例的柔性电路基板1形状不同的贯通孔5'以外，具有与上述的第一实施例相同的结构。由此，在以下的说明中，对与第一实施例不同的贯通孔5'进行阐述。
本实施例的柔性电路基板10的贯通孔5'具有顶端渐细的形状，即形成为内周面以随着朝向导电层7侧而逐渐变小的方式倾斜的状态。通过使用二氧化碳激光器能够轻松地形成这样的顶端渐细的形状。
与图2所示的内径均匀的贯通孔5相比，这样的贯通孔5'能够确保进一步增大内周面中的、与导电粘合部6的粘合面积，能够进一步提高固定力。
此外，不使用二氧化碳激光器，而使用切削刃也能够形成贯通孔5'。在这种情况下，预先通过切削刃在基材4上形成贯通孔5'，然后，形成导电层7。
第四实施例(图7)
第四实施例的柔性电路基板100与上述的第三实施例的柔性电路基板10不同，除了在贯通孔5'的周围形成突出部51以外，具有与上述的第三实施例的柔性电路基板10相同的结构。由此，在以下的说明中，对与第三实施例不同的突出部51进行阐述。
突出部51是覆盖贯通孔5'的周缘并形成为环状的突条。与没有突出部51的贯通孔5'相比，通过设置突出部51，能够增加导电粘合剂的填充量，能够进一步扩大引线3和基材4之间的固定面，进一步提高固定力。通过使用二氧化碳激光器，能轻松地形成这样的突出部51。
此外，第一实施例的贯通孔5也能够同样地形成突出部51。在这种情况下，也能同样地增加导电粘合剂的填充量，能够进一步扩大引线3和基材4之间的固定面，进一步提高固定力。
变形例
作为电极的形状，不限于呈第一实施例中所示的、所谓的sop(smalloutlinepackage)型电子元件的电极形状的引线3的形状，例如可以是具备如led芯片这样的平坦的电极焊盘、球型电极或针型电极的形状。
即使采用这样的结构，也能够在贯通孔内填充导电粘合剂，能够使用比以往多的导电粘合剂。由此，能够提高电子部件和柔性电路片之间的固定力，在柔性电路基板变形时，也能够防止电子部件的剥离。此外，由于导电粘合剂留存在贯通孔内，因此，也防止了导电粘合剂的突出，能够有效防止电极之间的短路。
此外，在诸如第一实施例中所示的引线、电极焊盘、球型电极或针型电极中，优选使用能够很深地插入贯通孔内、且能够扩大粘合剂和电极表面的接触面积的引线或针型电极。