專利名稱：柔性電路基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柔性電路基板及其制造方法。具體來說，本發(fā)明涉及一種柔性電路基板及其制造方法，其主要應(yīng)用于以通信、影像設(shè)備等的各種電子設(shè)備為代表的，用于安裝于汽車、飛機(jī)、機(jī)器人等的結(jié)構(gòu)部件間的連接、或裝有裝配部件的裝備電路基板，特別是，機(jī)器人的可動(dòng)部等要求有伸縮性的部位。
背景技術(shù)：
近年來，機(jī)器人的發(fā)展迅速，出現(xiàn)了可完成多種動(dòng)作的機(jī)器人。在可安裝于人體或衣服的可佩戴電子設(shè)備領(lǐng)域，也開發(fā)出多種設(shè)備。在上述機(jī)器人及可佩戴電子設(shè)備中，大多使用了動(dòng)力供給用及信號(hào)傳送用的電線，但通常電線為以銅線為芯線，其外周包裹絕緣體，因而電線本身幾乎不能伸縮。因此，在布置電線時(shí)需留出余量，以不妨礙機(jī)器人或人體的動(dòng) 作，這經(jīng)常會(huì)在裝置設(shè)計(jì)和實(shí)用上產(chǎn)生障礙。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，為了避免在裝置設(shè)計(jì)和實(shí)用上產(chǎn)生障礙，需要可以伸縮的電線。特別是，最先進(jìn)的人型機(jī)器人，或安裝于人體輔助肌肉力量的助力裝置等的設(shè)備，布置有眾多經(jīng)過多自由度的關(guān)節(jié)，用于驅(qū)動(dòng)末端的馬達(dá)的電線，或用于傳送來自安裝在末端的各種傳感器的信號(hào)的電線，為提高多自由度關(guān)節(jié)處的配線的自由度，進(jìn)一步提高對(duì)可伸縮的電線的要求。專利文獻(xiàn)I中公開了相關(guān)的技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本發(fā)明專利公開第平8-57792號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題但是，在現(xiàn)有的技術(shù)中存在以下問題。作為可伸縮的現(xiàn)有的電線的代表例，有線圈狀的卷線。但是，卷線用于固定電話機(jī)等，一般較粗且較重，還容易與周圍線纏繞在一起，因此并不適用于使用很多電線的人型機(jī)器人或助力裝置。另一方面，近幾年，作為產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人，懸臂式機(jī)器人被廣泛使用。在這種懸臂式機(jī)器人中，需要從機(jī)器人懸臂的根部一側(cè)到前端一側(cè)布置電纜，這些電纜是安裝于機(jī)器人懸臂前端一側(cè)的末端執(zhí)行器或機(jī)器人懸臂關(guān)節(jié)部等所使用的動(dòng)力供給用或信號(hào)傳送用的電纜。并需要根據(jù)末端執(zhí)行器或機(jī)器人懸臂的關(guān)節(jié)部的驅(qū)動(dòng)方式，在從機(jī)器人懸臂的根部一側(cè)到前端一側(cè)之間配置空氣(空壓)管路或油壓管路。因此，在現(xiàn)有的懸臂機(jī)器人中采用的布線方法是，使纜線在機(jī)器人懸臂的關(guān)節(jié)部的靠基端位置處引出到外側(cè)，在關(guān)節(jié)部的外側(cè)空間配置纜線，并在相對(duì)關(guān)節(jié)部靠前端的位置在此引入至懸臂內(nèi)，并且，當(dāng)在關(guān)節(jié)部布置電纜、空氣管路、油壓管路等的各種纜線時(shí)，要防止電纜線折彎或斷線。另外，已知有如下技術(shù)，即，在懸臂機(jī)器人的關(guān)節(jié)部的關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)中心位置設(shè)置支持棒，將預(yù)先卷繞有纜線的支持棒收容于機(jī)器人懸臂的內(nèi)部，由此防止纜線折彎或斷線。具體來說，在機(jī)器人懸臂的關(guān)節(jié)部做旋轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)，使在纜線中卷繞于支持棒的部分隨關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)彈性伸縮，由此防止纜線的折彎或斷線(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。然而，對(duì)于在機(jī)器人懸臂的外側(cè)空間配置電纜的方法，因纜線松弛于機(jī)器人懸臂的關(guān)節(jié)部的周圍而需要空間。而且，在機(jī)器人懸臂的關(guān)節(jié)部做旋轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)，纜線會(huì)受到強(qiáng)制的力，或與機(jī)器人懸臂發(fā)生抵觸，可能造成纜線損傷、斷線。如專利文獻(xiàn)I所示，當(dāng)在關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)中心位置設(shè)置支持棒時(shí)，需要另外設(shè)置支持棒，因此導(dǎo)致制造成本增加，并且由于纜線的容納部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此存在在纜線布置、維護(hù)時(shí)拆解、或取出纜線耗時(shí)的問題。即，根據(jù)上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，在機(jī)器人的可動(dòng)部等要求可伸縮的配線的情形下，還不能提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可使配線伸縮，且輕量化、小型化優(yōu)異，并在反復(fù)變形時(shí)不易引起配線層的斷線、剝離的電路基板，及其制造方法。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種柔性電路基板及其制造方法，該柔性電路基板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在機(jī)器人的可動(dòng)部等要求可伸縮配線的情形下可使配線伸縮，且有利于輕量化、 小型化，并且即使在反復(fù)變形時(shí)也不易發(fā)生配線層的斷線、剝離。解決課題的技術(shù)手段為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的柔性電路基板的特征在于，具有由熱塑性樹脂形成的絕緣膜；形成于所述絕緣膜上的配線層；和形成于所述配線層上的、由熱塑性樹脂形成的絕緣層，所述柔性電路基板的至少一部分，設(shè)置為螺旋狀成型的螺旋部，所述螺旋部可伸縮和/或可扭轉(zhuǎn)變形。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于使用柔性電路基板，與現(xiàn)有的電線相比，可實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化。另外由于柔性電路基板，可在設(shè)置于至少一部分的螺旋部處伸縮，因此例如，可在部件間的小空間里插入收縮狀態(tài)的柔性電路基板。即，能夠使柔性電路基板的安裝場(chǎng)所處的無效區(qū)域得到有效利用，可使裝置輕薄短小，減少安裝部件。也可以在柔性電路基板上設(shè)置多個(gè)螺旋部，也可以是例如，將柔性電路基板大致全部成型為螺旋狀。此時(shí)，具有更好的伸縮性。在本發(fā)明中，由于螺旋部可伸縮，因此不需為使柔性電路基板伸縮，而例如以上所述那樣設(shè)置以往的支持棒等。因此，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使柔性電路基板伸縮。本發(fā)明的螺旋部為“成型”為螺旋狀的部分。即，在柔性電路基板變形時(shí)，保持螺旋形狀，因此即使反復(fù)變形，也不易引起配線層斷線、剝離，保持優(yōu)異的連接可靠性。此處所謂“成型”是指，在做成形狀后，不需要外部的支持機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)，就能利用產(chǎn)品自身保持形狀的狀態(tài)。在本發(fā)明中，螺旋部不僅可伸縮，還可扭轉(zhuǎn)變形，因此可進(jìn)一步提高柔性電路基板的變形自由度，并且，此時(shí)螺旋部整體發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，從而可以防止局部應(yīng)力集中。即使反復(fù)收縮、伸張、或扭轉(zhuǎn)，也能夠利用基板整體緩和配線層施加于承受的應(yīng)力，配線層發(fā)生剝離、斷裂的可能性低，可保持優(yōu)異的連接可靠性。本發(fā)明中，由于柔性電路基板的絕緣膜和絕緣層由熱塑性樹脂形成，因此對(duì)于不再需要的柔性電路基板，經(jīng)再次加熱可使其恢復(fù)原先的形狀，有利于資源再利用。此處所謂“形成于絕緣膜上的配線層”，不僅包含在絕緣膜上直接形成配線層的情形，還包含利用粘接層等在絕緣膜上設(shè)置配線層的情形。
所述螺旋部的周面一部分與周面的一部分重疊而成型。根絕上述結(jié)構(gòu)，即使在柔性電路基板變形時(shí)，在螺旋部處也不易產(chǎn)生間隙，因此不僅能夠防止柔性電路基板彼此發(fā)生纏繞，還能夠防止柔性電路基板在螺旋部與其他配線發(fā)生纏繞。能進(jìn)一步確保柔性電路基板的伸縮性，因而使柔性電路基板的安裝處的無效區(qū)域得到有效利用，可使電子設(shè)備等的輕薄短小，并減少安裝部件。所述螺旋部，由在所述螺旋部尚未成型的狀態(tài)下形成于所述柔性電路基板的圓弧狀部成型而成。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于利用圓弧狀部形成螺旋部，因此可使螺旋部的中空部的直徑大致為一定。其結(jié)果是，例如當(dāng)在螺旋部的中空部穿入其他的配線等時(shí)，可降低該配線與螺旋部相互抵觸的可能性。所述熱塑性樹脂為液晶聚合物。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過利用較廉價(jià)且容易成型的液晶聚合物，可抑制柔性電路基板的制造成本。所述配線層形成于所述絕緣膜的兩面，形成于一個(gè)表面的配線層用作信號(hào)傳送的信號(hào)線，形成于另一表面的配線層用作動(dòng)力供給的電源線。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使流過大電流或提高電壓，也能夠使動(dòng)力供給用電源線所使用的配線層的厚度變薄，可使柔性電路基板進(jìn)一步輕量化、小型化?？梢蕴岣呱炜s性、柔軟性。所述配線層形成于所述絕緣膜的兩面，形成于一個(gè)表面的配線層用作信號(hào)傳送的信號(hào)線或動(dòng)力供給的電源線中至少一方，形成于另一表面的配線層用作接地圖案，并且在所述螺旋部，與所述一個(gè)表面相比，所述另一表面位于外周側(cè)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于在螺旋部中，在外周側(cè)配置有接地圖案，因此接地圖案起到屏蔽層的功能，可以防止外部的干擾傳播到配置于內(nèi)周側(cè)的信號(hào)線、電源線。所述螺旋部，可在其中空部穿過其他配線。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，使得柔性電路基板的無效區(qū)域得到有效利用，可使電子設(shè)備等輕薄短小，減少安裝部件。另外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的柔性電路基板的制造方法包括，第一工序在對(duì)所述柔性電路基板的兩端施加張力的狀態(tài)下，將所述柔性電路基板卷繞于圓柱狀的成型裝置，和第二工序?qū)λ鋈嵝噪娐坊逯芯砝@于所述成型裝置的部分加熱，而在所述柔性電路基板成型所述螺旋部。根據(jù)上述制造方法，能夠利用較簡(jiǎn)單的制造方法對(duì)柔性電路基板成型螺旋部，可抑制柔性電路基板的制造成本。所述熱塑性樹脂為液晶聚合物，在所述第二工序中，加熱溫度為，使所述柔性電路基板的表面溫度為在150°C以上，且小于液晶聚合物的熱變形開始溫度的溫度，
加熱時(shí)間在I小時(shí)以內(nèi)。根據(jù)上述制造方法，由于以不足液晶聚合物的熱變形開始的加熱溫度加熱液晶聚合物，因此液晶聚合物不發(fā)生流動(dòng)，不會(huì)使柔性電路基板的外觀、功能損壞。另外，由于柔性電路基板的表面溫度為150°C以上的加熱溫度，因此對(duì)于液晶聚合物來說可確實(shí)地成型螺旋部，并且在加熱完成后中空部的徑向的大小可保持，螺旋部不會(huì)恢復(fù)到原來的形狀。提高使加熱時(shí)間為一小時(shí)以內(nèi)，可提高生產(chǎn)效率，并且，由于可避免因長(zhǎng)時(shí)間加熱產(chǎn)生的液晶聚合物變色、熱變形的問題，并可避免配線層損壞。發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明可提供一種柔性電路基板及其制造方法，該柔性電路基板在機(jī)器人的可動(dòng)部等要求可伸縮的配線的情形下，可利用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)使配線伸縮和/或扭轉(zhuǎn)變形，且有利于輕量化、小型化，并在反復(fù)變形時(shí)也不易發(fā)生配線層斷線、剝離。


圖I為本發(fā)明的柔性電路基板的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2為用于說明本發(fā)明的柔性電路基板的制造方法的圖。圖3為用于說明本發(fā)明的柔性電路基板的制造方法的圖。圖4為本發(fā)明的柔性電路基板的概略結(jié)構(gòu)圖。圖5為用于說明本發(fā)明的柔性電路基板的制造方法的圖。圖6為用于說明本發(fā)明的柔性基板的伸縮試驗(yàn)方法的圖。附圖記號(hào)說明I柔性電路基板IA 端子IB圓弧狀部2絕緣膜3A 3C配線層4絕緣層5螺旋部6中空部8粘接層
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，以例示詳細(xì)說明用于實(shí)施本發(fā)明的方式。除非有特別的說明，本發(fā)明的范圍不限于以下實(shí)施方式中所述的構(gòu)成要素的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對(duì)配置等。(實(shí)施方式)結(jié)合圖I 圖6，說明可應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式的柔性電路基板及其制造方法。(I :柔性電路基板的概略結(jié)構(gòu))結(jié)合圖1(a)、圖1(b)、圖4(a)，說明本實(shí)施方式的柔性電路基板的概略結(jié)構(gòu)。圖1(a)、圖1(b)、圖4(a)分別表示本實(shí)施方式的柔性電路基板的概略結(jié)構(gòu)。如圖4(a)所示，柔性電路基板I具有，由熱塑性樹脂形成的絕緣膜2，形成于絕緣膜2上的配線層3A，和形成于配線層3A上的、由熱塑性樹脂形成的絕緣層4。配線層3A通過粘接層8粘接在絕緣膜2上，但是也可以不設(shè)置粘接層8，將配線層3A直接設(shè)置于絕緣膜2上。如圖1(a)所示，在柔性電路基板I上，在至少一部分設(shè)置有成形為螺旋狀的螺旋部5，在螺旋部5處可以伸縮和/或扭轉(zhuǎn)變形。圖I (a)所示的符號(hào)6表示螺旋部5的中空部分，符號(hào)IA表示設(shè)置于柔性電路基板I的兩端的端子(與配線層3A電連接)。如圖I (b)所示，在柔性電路基板I的螺旋部5中，由其周面的一部分與周面的一部分(相鄰的螺旋的一方外周面的一部分與另一方內(nèi)周面的一部分)相互重疊。由此，使柔性電路基板I進(jìn)一步小型化，并且可進(jìn)一步提高螺旋部5處的伸縮性，因此，可有效地利用柔性電路基板的安裝部位的無效區(qū)域，使電子設(shè)備等更輕薄短小，使安裝部件減少。由于變形時(shí)在螺旋部5上不易產(chǎn)生間隙，因此可避免其他配線與柔性電路基板I發(fā)生纏繞的問題。
通過壓延銅箔及電解銅箔等的公知的金屬箔，利用粘接層8貼附于絕緣膜2，而形成配線層3A?；蛘呤?，也可以在絕緣膜2的表面(或者是在形成于絕緣膜2上的粘接層8的表面)，由銅或銀等金屬，通過蒸鍍或?yàn)R射等方法而形成配線層3A。粘接層8使用聚酰亞胺等的公知的熱塑性樹脂、或氰酸酯系樹脂、聚苯醚系樹脂、酚醛系樹脂、萘樹脂、脲甲醛樹月旨、氨基樹脂、醇酸樹脂、硅樹脂、呋喃樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂及聚氨酯樹脂等公知的熱硬化性樹脂?；蛘?，也可以利用在上述有機(jī)樹脂中分散二氧化硅(silica)或氧化鋁等的無機(jī)填料的物質(zhì)形成粘接層8。絕緣膜2和絕緣層4，尤其是在要求有耐熱性的情形下，推薦使用熱塑性樹脂，優(yōu)選液晶聚合物(例如，商品名“Rodlan”(UNITIKA公司制)、“EPE”(三菱化學(xué)公司制)、“發(fā)光LCP” (出光石油化學(xué)公司制)、“EC0N0L” (住友化學(xué)公司制)、“XYDAR” (日本石油化學(xué)公司制)、“LCP”(東曹公司制)、“VECTRA”(赫斯特公司制)、“SRP”(ICI公司制)、“VECSTAR”(可樂麗公司制)、“BIAC”(日本戈?duì)柟局?、“7 ^力7 — 〃一 LCP”(住友化學(xué)公司制))、聚酰胺(例如，從偏苯三酸酐和二苯基甲燒二、二氨基苯基醚、m-或p-苯二胺等的芳香族二胺得到的聚酰胺等)、熱塑性聚酰亞胺(例如，商品名“Aurum”(三井化學(xué)制))等。另一方面，不要求耐熱性時(shí)，可以使用以下的熱塑性樹脂，例如，聚對(duì)苯二酸乙二醇酯(PEN)、聚對(duì)苯二甲酸(PET)、環(huán)烯聚合物(C0P，例如，商品名“ΖΕ0ΝΕΧ” (日本ZEON制)、“ZE0N0R” (日本ZEON制))。在絕緣膜2和絕緣層4中所使用的熱塑性樹脂，可以用相同的材料，也可以分別選用不同的材料。以下說明在絕緣膜2和絕緣層4中使用液晶聚合物的情形。如上所述，本實(shí)施方式的柔性電路基板1，至少在一部分處設(shè)置具有中空部6的螺旋部5。由于具有此種形狀，柔性電路基板I可以伸縮變形，且在外力作用時(shí)，通過使柔性電路基板I整體伸縮變形，可以防止局部應(yīng)力集中。不僅可以伸縮變形，還可以扭轉(zhuǎn)變形，因此使柔性電路基板I的變形自由度進(jìn)一步提高，并且，此時(shí)通過使螺旋部5整體扭轉(zhuǎn)變形，可以防止局部應(yīng)力集中。即使反復(fù)收縮、伸展、或扭轉(zhuǎn)，可在基板整體上緩和施加于配線層3A的應(yīng)力，因此可以降低配線層3A發(fā)生剝離、斷裂的可能性，能維持良好的連接可靠性。而且，在螺旋部5的中空部6中可通過其他的配線。由此，可有效地利用柔性電路基板的無效區(qū)域，使電子設(shè)備等輕薄短小，并可減少安裝部件。在本實(shí)施方式的柔性電路基板I中，螺旋部5為“成形為螺旋狀”的部分。S卩，成形柔性電路基板1，使其不需要外部的支撐單元、輔助單元等，而能夠以其自身維持螺旋形狀。因此，不需要如現(xiàn)有的電纜那樣另外設(shè)置支持桿。在本實(shí)施方式中，由于絕緣膜2和絕緣層4由熱塑性樹脂形成，因此對(duì)于不再需要的柔性電路基板1，可以通過再次加熱使其形狀復(fù)原，實(shí)現(xiàn)資源的再利用。(2:配線層的結(jié)構(gòu))如圖4(a)所示，對(duì)上述僅在絕緣膜2的單側(cè)面設(shè)置配線層3A的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但配線層3A的結(jié)構(gòu)不限于此，如圖4(b)所示，也可以在絕緣膜2的兩側(cè)面設(shè)置配線層3A、3B。此時(shí)，可以將形成于一個(gè)表面的配線層3A用作信號(hào)傳送用的信號(hào)線，將形成于另一表面的配線層3B用作動(dòng)力供給用的電源線。通常，動(dòng)力供給用的電源線3B要流過大電流，或若提高電壓則要變厚，而需要更大的空間，但是根據(jù)本實(shí)施方式，由于可使電源線3B所使用的配線層的厚度變薄，因此可 進(jìn)一步使柔性電路基板I輕量化、小型化，還可以提高伸縮性、柔軟性。如圖4(c)所示，可將形成于一個(gè)表面的配線層3A、3B用作各信號(hào)傳送用的信號(hào)線、動(dòng)力供給用的電源線，將形成于另一表面的配線層3C用作接地圖案，并且在螺旋部5中，使接地圖案相對(duì)于信號(hào)線、電源線位于外周側(cè)。即，在圖4(c)中，上側(cè)為螺旋部5的外周側(cè)，下側(cè)為螺旋部5的內(nèi)周側(cè)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于在螺旋部5中，在外周側(cè)配置有接地圖案，因此接地圖案起到屏蔽層的功能，由此可防止來自外部的干擾傳播到配置于內(nèi)周側(cè)的信號(hào)線、電源線。即，可以得到更高的連接可靠性。(3 :柔性電路基板的制造方法)結(jié)合圖3(a) 圖3(c)，說明本實(shí)施方式的柔性電路基板I的制造方法。如圖3(a)所示，準(zhǔn)備金屬貼膜9。在由熱塑性樹脂形成的絕緣膜2的表面形成粘接層8，在粘接層8的表面層疊金屬箔30，并通過熱壓使3個(gè)層一體化，從而形成金屬貼膜9。形成金屬貼膜9的其他方法還可列舉有，在金屬箔上涂布作為絕緣膜前體的涂料(varnish)，并使該前體干燥的方法；通過蒸鍍或?yàn)R射等在絕緣膜上形成金屬層的方法；以及通過對(duì)涂布導(dǎo)電性漿料的絕緣膜進(jìn)行電鍍而形成配線層的方法等。接著，如圖3(b)所示，將金屬層(金屬箔30)蝕刻成所希望的配線圖案而形成配線層3A，得到柔性電路基板I。然后，如圖3(c)所示，通過在配線層3A上涂布熱塑性樹脂，而形成絕緣層4?；蛘?，也可以通過熱壓粘合由熱塑性樹脂形成的絕緣膜而形成絕緣層4。通過上述說明的圖3(a) 圖3(c)所示工序，能夠得到具有絕緣層4的單面柔性電路基板
Io本實(shí)施方式的柔性電路基板I不僅可采用上述的單面結(jié)構(gòu)，也可以采用以下所示的多層結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖5(a) 5 (C)，說明具有3層結(jié)構(gòu)的多層柔性電路基板的制造方法。首先，如圖5(a)所示，在多層柔性電路基板的制造中，首先準(zhǔn)備金屬貼膜9、單面柔性電路基板I、以及金屬箔10，然后準(zhǔn)備2張用于粘接3個(gè)片材的粘接膜11。將上述絕緣層4用的熱塑性樹脂形成為片狀，用作粘接膜11。將它們?nèi)鐖D所示進(jìn)行層疊，通過對(duì)層疊物加熱加壓使其成為一體。然后，如圖5(b)所示，在所希望的位置用鉆孔機(jī)或激光形成貫通孔12，形成通孔鍍層12a，使金屬貼膜9的金屬箔30、配線層3A、金屬箔10各層之間電連接。在圖5(b)中表示使配線層之間利用鍍層連接的狀態(tài)。作為其他方法還可以是，通過在貫通孔12內(nèi)充填導(dǎo)電性漿料，并使導(dǎo)電性漿料硬化，而使各層之間電連接。接著，如圖5 (C)所示，利用蝕刻等的方法，將設(shè)置于各表面的金屬箔30、10形成為具有所希望的配線圖案的配線層3A。然后，與上述方法(參照?qǐng)D3(c))同樣地，在兩面形成絕緣層4。由此，可以制造具有3層結(jié)構(gòu)的多層柔性電路基板。在此，說明了具有3層結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式，但多層柔性電路基板的結(jié)構(gòu)不限于3層結(jié)構(gòu)。(4 :螺旋部的形成方法)結(jié)合圖2(a)、圖2(b)，說明本實(shí)施方式的柔性電路基板I的制造方法，特別是說明螺旋部5的成型方法。在通過上述的制造方法制造柔性電路基板I后，通過對(duì)于所制造的柔性電路基板I進(jìn)行規(guī)定的成型加工而形成螺旋部5。

如圖2(b)所示，本實(shí)施方式的柔性電路基板I，在對(duì)螺旋部5成型前的狀態(tài)下，形成有圓弧形狀1B，通過對(duì)該圓弧狀部IB進(jìn)行以下說明的成型加工而形成螺旋部5。在圖2(b)中，柔性電路基板I的大致全體形成圓弧狀，但也可以是僅至少相當(dāng)于螺旋部5的部分形成為圓弧形狀。如此，通過利用圓弧狀部IB形成螺旋部5，可以使得螺旋部5的中空部6的直徑大致為一定。其結(jié)果是，例如，能夠減小當(dāng)在螺旋部5的中空部6中穿過其他配線等時(shí)，其配線與螺旋部5發(fā)生干涉的可能性。螺旋部5的成型加工包括，第一工序在對(duì)柔性電路基板I的兩端施加張力的狀態(tài)下，將柔性電路基板I卷繞在圓柱狀的成型裝置13上，而成型螺旋部5 ;第二工序加熱卷繞在成型裝置13上的部分，對(duì)柔性電路基板I成型螺旋部5。在第一工序中，通過圖中未表示的牽拉機(jī)構(gòu)牽拉柔性電路基板I的兩端，在對(duì)柔性電路基板I的兩端施加張力的狀態(tài)下，將柔性電路基板I卷在成型裝置13上，由此將柔性電路基板I的一部分的形狀做成螺旋狀?？赏ㄟ^變更成型裝置13的直徑來變更中空部6的徑向的大小，同樣地，通過適當(dāng)變更成型裝置13的數(shù)量、間隔，可自由設(shè)定螺旋部5的卷數(shù)、螺旋部5彼此的間隔等。在對(duì)柔性電路基板I施加張力時(shí)的牽拉力，可以至少是能夠在柔性電路基板I上確實(shí)地成型螺旋部5的加壓力，可根據(jù)柔性電路基板I的厚度、材質(zhì)等適當(dāng)變更。在第二工序中，對(duì)于通過在兩端施加張力而將形狀做成螺旋狀的柔性電路基板1，至少加熱其形狀做成螺旋狀的部分(卷繞在成型裝置13上的部分)。在本實(shí)施方式中，通過將形狀做成螺旋狀的柔性電路基板1，將成型裝置13整體放入加熱裝置，來加熱柔性電路基板1，但也可以是在成型裝置13的內(nèi)部設(shè)置加熱部件，利用由成型裝置13產(chǎn)生的熱對(duì)至少是形狀做成螺旋狀的部分進(jìn)行加熱。通過如上所述對(duì)形狀做成螺旋狀的部分進(jìn)行加熱，可對(duì)柔性電路基板I成型螺旋部5。在本實(shí)施方式中，加熱溫度為使柔性電路基板I的表面溫度達(dá)到150°C以上且不足液晶聚合物的熱變形開始溫度的溫度，加熱時(shí)間設(shè)定為一小時(shí)以內(nèi)。在使柔性電路基板I的表面溫度為150°c以上且不足液晶聚合物的熱變形開始溫度的溫度下進(jìn)行加熱，則液晶聚合物不發(fā)生流動(dòng)，不會(huì)損壞柔性電路基板I的外觀、性能，而且，由于是柔性電路基板I的表面溫度為150°c以上的加熱溫度，因而對(duì)于液晶聚合物來說可確實(shí)地形成螺旋部5，進(jìn)而，在加熱結(jié)束后，螺旋部5不能恢復(fù)原先的形狀。通過使加熱時(shí)間為一小時(shí)以內(nèi)，可以提高生產(chǎn)效率，并能夠避免因長(zhǎng)時(shí)間加熱產(chǎn)生的液晶聚合物變色、熱變形問題，并可避免配線層3A損傷。在此，說明了對(duì)于絕緣膜2、絕緣層4使用液晶聚合物的情形，但如上所述，適用于絕緣膜2、絕緣層4的材料不僅限于此，在選擇其他材料時(shí)，可通過適當(dāng)變更上述加熱溫度、加熱時(shí)間，來成型螺旋部5 (其中，加熱溫度上限為不足所選擇的材料的熱變形開始溫度的溫度)。通過進(jìn)行上述第一工序和第二工序，可以制造成型有螺旋部5的可伸縮和/或扭轉(zhuǎn)變形的柔性電路基板I。并且第一工序和第二工序可以同時(shí)進(jìn)行。(5:驗(yàn)證效果)為了驗(yàn)證本實(shí)施方式的柔性電路基板及其制造方法的效果，根據(jù)如下所述的驗(yàn)證試驗(yàn)，對(duì)本實(shí)施例與比較例進(jìn)行比較。說明其驗(yàn)證結(jié)果。
首先，在比較例I 5中，作為銅貼膜，準(zhǔn)備單面貼銅箔2層聚酰亞胺膜的S' PERFLEX(工m—v V ” I:商品名)(住友金屬礦山制，聚酰亞胺膜Kapton-EN，膜厚50μπι，銅箔的厚度18μπι)。在比較例6 10中，作為銅貼膜，準(zhǔn)備單面貼銅箔3層聚酰亞胺膜(聚酰亞胺膜Kapton-EN，膜厚50 μ m，壓延銅箔的厚度18 μ m，粘接劑環(huán)氧樹月旨，粘接劑的厚度10 μ m)。對(duì)上述樣品做蝕刻處理，形成具有圖6 (a)所示配線圖案的配線層3A，獲得單面柔性電路基板I。電路基板的寬度、配線寬度等，如圖所示。在此所用的聚酰亞胺膜=Kapton-EN具有熱硬化性，至少在這點(diǎn)上，比較例I 10的電路基板與本實(shí)施方式的柔性電路基板I不同。其次，在表I記載的條件(基板的表面溫度(°C)、成型時(shí)間(h))下形成單面柔性電路基板。在此，作為成型裝置，與本實(shí)施方式所用的成型裝置13相同。表I
W￥u I表面溫度rc) 成型時(shí)間(h)
比較例I100
比較例2150I
比較例3200I
比較例4250I比較例 5300I
比較例6100I
比較例 150I
比較例8200I
比較例9250I
比較例10 j 300 jI為評(píng)價(jià)所得到的各樣品的連接可靠性，進(jìn)行“反復(fù)伸縮試驗(yàn)”。結(jié)合圖6(b)，簡(jiǎn)單說明試驗(yàn)方法。圖6(b)示意性地表示了用于實(shí)施“反復(fù)伸縮試驗(yàn)”的裝置。首先，在實(shí)施試驗(yàn)時(shí)，將作為試驗(yàn)對(duì)象的柔性電路基板I的兩端，在固定部15處,分別固定于固定板14和上下可動(dòng)板16。在實(shí)驗(yàn)開始前的階段，設(shè)定固定板14和上下可動(dòng)板16之間的距離為使柔性電路基板I縮至最短的狀態(tài)。另一方面，設(shè)定柔性電路基板I伸長(zhǎng)至極限狀態(tài)下的固定板14和上下可動(dòng)板16之間的距離為，柔性電路基板I成為最大伸展的值。接著,使上下可動(dòng)板16以IOOmm/秒的速度上下往復(fù)移動(dòng)100，000次。然后,將配線層3A電阻值從伸縮前的配線層3A電阻值上升10%者視為“不良”。對(duì)于各樣品試驗(yàn)數(shù)(N)設(shè)為20。表2表示其試驗(yàn)結(jié)果。表2中的“可否保持形狀”用于評(píng)價(jià)試驗(yàn)后的形狀，看是否能夠維持螺旋部5的中空部6的徑向的大小?！翱煞癯尚汀庇糜跈z查在從成型裝置13取出柔性電路基板后，中空部6的徑向大小是否是達(dá)到目標(biāo)值。表2中，對(duì)于可否成型的標(biāo)準(zhǔn)、可否保持形狀的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為，O :中空部的徑向的大小為設(shè)計(jì)值的不足±10%，Δ :中空部的徑向的大小為設(shè)計(jì)值的±10%以上，不足±20%，X :中空部的徑向的大小為設(shè)計(jì)值的±20%以上， 對(duì)于外觀的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為，〇未見絕緣膜或絕緣層流出，X :可見絕緣膜或絕緣層流出。表2
^可否成型可否保持形狀外觀不良數(shù)(N=20)^ 比較例I X111111
比較例2 X———
比較例3 X———
比較例4 X———
比較例5 X———
比較例6 X———
比較例7 X———
比較例8 ΔXO7
比較例9 ΔXO9
比較例10 ΔXO10根據(jù)表2可知，在比較例I 比較例7中，即便加熱也不能對(duì)柔性電路基板成型螺旋部。另外可知，在比較例8 比較例10中，加熱則可形成螺旋部，然而在進(jìn)行上述伸縮試驗(yàn)時(shí)，中空部的徑向的大小發(fā)生很大的變化，很難保持其大小。因而，針對(duì)以下的樣品A E實(shí)施同樣的試驗(yàn)。樣品A E的條件如下(表3)。在樣品A E中，與本實(shí)施方式同樣，對(duì)絕緣膜2和絕緣層4使用液晶聚合物。即，最初，作為銅貼膜，準(zhǔn)備單面貼銅液晶聚合物膜的ESPANEX L(商品名)(新日鐵化學(xué)制，膜厚50 μ m，壓延銅箔的厚度18 μ m，熱變形開始溫度290°C )。然后，對(duì)上述樣品做蝕刻處理，形成如圖6(a)所示的具有配線圖案的配線層3A，得到單面柔性電路基板I。電路基板的寬度、配線的寬度等，如圖所示。根據(jù)表3所示條件，成型螺旋部5，對(duì)于成型有螺旋部5的柔性電路基板I實(shí)施上述伸縮試驗(yàn)。表4中顯示試驗(yàn)結(jié)果。表3
權(quán)利要求
1.一種柔性電路基板，其特征在于，具有 由熱塑性樹脂形成的絕緣膜； 形成于所述絕緣膜上的配線層；和 形成于所述配線層上的、由熱塑性樹脂形成的絕緣層， 所述柔性電路基板的至少一部分，設(shè)置為螺旋狀成型的螺旋部， 所述螺旋部可伸縮和/或可扭轉(zhuǎn)變形。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性電路基板，其特征在于， 所述螺旋部的周面一部分與周面的一部分重疊而成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的柔性電路基板，其特征在于， 所述螺旋部，由在所述螺旋部尚未成型的狀態(tài)下形成于所述柔性電路基板的圓弧狀部成型而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的柔性電路基板，其特征在于， 所述熱塑性樹脂為液晶聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的柔性電路基板，其特征在于， 所述配線層形成于所述絕緣膜的兩面， 形成于一個(gè)表面的配線層用作信號(hào)傳送的信號(hào)線， 形成于另一表面的配線層用作動(dòng)力供給的電源線。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的柔性電路基板，其特征在于， 所述配線層形成于所述絕緣膜的兩面， 形成于一個(gè)表面的配線層用作信號(hào)傳送的信號(hào)線或動(dòng)力供給的電源線中至少一方， 形成于另一表面的配線層用作接地圖案，并且 在所述螺旋部，與所述一個(gè)表面相比，所述另一表面位于外周側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的柔性電路基板，其特征在于， 所述螺旋部，可在其中空部穿過其他配線。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7中任一項(xiàng)所述的柔性電路基板的制造方法，其特征在于，包括， 第一工序在對(duì)所述柔性電路基板的兩端施加張力的狀態(tài)下，將所述柔性電路基板卷繞于圓柱狀的成型裝置，和 第二工序?qū)λ鋈嵝噪娐坊逯芯砝@于所述成型裝置的部分加熱，而在所述柔性電路基板成型所述螺旋部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柔性電路基板的制造方法，其特征在于， 所述熱塑性樹脂為液晶聚合物， 在所述第二工序中， 加熱溫度為，使所述柔性電路基板的表面溫度為在150°C以上，且小于液晶聚合物的熱變形開始溫度的溫度， 加熱時(shí)間在I小時(shí)以內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種柔性電路基板及其制造方法，該柔性電路基板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可在機(jī)器人的可動(dòng)部等要求可伸縮的配線的情形下，使配線伸縮和/或扭轉(zhuǎn)變形，且輕量化、小型化優(yōu)異，并在反復(fù)變形時(shí)不易引起配線層的斷線、剝離。其特征在于，柔性電路基板1具有由液晶聚合物形成的絕緣膜(2)；形成于絕緣膜(2)上的配線層3A和形成于配線層(3A)上的，由液晶聚合物形成的絕緣層(4)，在至少一部分上形成有螺旋狀的螺旋部(5)，螺旋部(5)可伸縮和/或扭轉(zhuǎn)變形。
文檔編號(hào)H05K1/02GK102870504SQ201080066280
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者加治屋篤, 吉原秀和 申請(qǐng)人:日本梅克特隆株式會(huì)社