CN108235567A

CN108235567A - 布线基板

Info

Publication number: CN108235567A
Application number: CN201711376537.8A
Authority: CN
Inventors: 田健吾; 东山大树
Original assignee: Toyo Aluminum KK
Current assignee: Toyo Aluminum KK
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2018-06-29
Anticipated expiration: 2037-12-19
Also published as: JP2018107193A; CN108235567B; JP6851813B2

Abstract

本发明提供能通大电流且即使成型导致变形也不易引起电路的断线或剥离的布线基板。该布线基板在树脂基板的至少一面具备金属箔制的电路图案，所述电路图案的一部分或全部为具有将线状的金属箔线在长度方向以曲折状折叠成的结构的曲折状的蛇行电路图案，在将所述蛇行电路图案的长度方向的A[mm]的范围中的该蛇行电路图案的金属箔线长设为B[mm]，将该蛇行电路图案的长度方向的所述树脂基板的拉伸断裂伸长率设为E(resin)[％]，将所述金属箔的拉伸断裂伸长率设为E(metal)[％]，将该金属箔的常温下的0.2％耐力设为F[N/mm²]，将厚度设为T[μm]时，满足以下的式(1)和式(2)。式(1)：E(resin)/4－E(metal)＜(B－A)/A×100式(2)：(F×T)≤22000。

Description

布线基板

技术领域

本发明涉及布线基板、特别是具备金属箔的电路图案的布线基板等。另外，涉及使用该布线基板的结构物等。

背景技术

近年来，在各种电子部件的小型化、组装的省力化的发展过程中，要求具有三维形状的带导电性电路的树脂成型品。作为得到这种结构物的方法，可举出将挠性印刷布线基板作为嵌入品进行一体成型的方法(例如专利文献1)或相对于树脂成型品通过电镀形成导电性电路的方法(例如专利文献2)。

但是，金属箔的伸长率还依赖于厚度，大也就仅到30％左右，另一方面，树脂制膜的伸长率达到数百％，两者的成形性上存在大的差异。因此，将通过上述专利文献1的技术制造的、形成有金属箔制的电路的树脂制膜用于起伏多的成型品时，金属箔阻碍树脂制膜的成型，不能以所期待的形状进行成型、或电路不能追随成型时的伸长而会发生断线。

另外，在专利文献2的技术中，为了通过电镀形成导电性电路，加厚电路厚度变得困难，另外，为了降低电阻，需要使布线变粗，因此，布线的处理变得困难。因此，难以应用至需要通大电流的制品。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-106733号公报

专利文献2：日本特开2005-217156号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的课题在于，提供能通大电流、且即便成型导致变形也不易引起电路的断线或剥离的布线基板。

用于解决课题的技术方案

本发明人等发现，如果是具备金属箔制的蛇行电路图案的布线基板，则通过成型导致的变形也能够抑制电路的断线，并进一步反复进行改良，直至完成本发明。

本发明例如包含以下的项所述的主题。

项1.一种布线基板，在树脂基板的至少一面具备金属箔制的电路图案，所述电路图案的一部分或全部为具有将线状的金属箔线在长度方向以曲折状折叠的结构的曲折状的蛇行电路图案，

在将所述蛇行电路图案的长度方向的A[mm：毫米]的范围中的该蛇行电路图案的金属箔线长设为B[mm]，将该蛇行电路图案的长度方向的所述树脂基板的拉伸断裂伸长率设为E(resin)[％]，将所述金属箔的拉伸断裂伸长率设为E(metal)[％]，将该金属箔的常温下的0.2％耐力(0.2％屈服强度)设为F[N/mm²]，将厚度设为T[μm：微米]时，满足以下的式(1)和式(2)。

式(1)：E(resin)/4－E(metal)＜(B－A)/A×100

式(2)：(F×T)≤22000

项2.根据项1所述的布线基板，其中，所述金属箔为铝箔或铜箔。

项3.根据项1或2所述的布线基板，其中，所述树脂基板为含有选自由聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂及聚碳酸酯系树脂构成的组中的至少1种树脂的基板。

项4.根据项1～3中任一项所述的布线基板，其中，所述金属箔的至少一部分由保护用树脂覆盖。

项5.根据项1～4中任一项所述的布线基板，其中，所述金属箔经由粘接层层叠于所述树脂基板的至少一个表面。

项6.根据项1～5中任一项所述的布线基板，其为向所述蛇行电路图案的长度方向施加将曲折状的蛇行电路拉伸的力的成型用。

项7.一种项1～6中任一项所述的布线基板的成型加工物。

项8.一种构成物，具备项1～6中任一项所述的布线基板或项7所述的成型加工物。

发明效果

如果是上述的布线基板，则电路为金属箔，因此，能流通大电流，且通过具有上述的结构，能减少在成型时电路不能追随树脂的伸长而产生断线、或电路从树脂基板上剥离的状况。

附图说明

图1表示线的长度方向及宽度方向。

图2表示将金属箔线在长度方向以曲折状折成的结构的例子。

图3表示将金属箔线在长度方向以曲折状折叠的结构中的各部位的名称。

图4表示曲折状的蛇行电路图案可以由与该蛇行电路图案的长度方向和直行方向平行的金属箔线(“布线部”)和连接布线部彼此的金属箔线(“连接部”)构成、及其例。

图5a表示曲折状的蛇行电路图案例。

图5b表示曲折状的蛇行电路图案例。

图6表示实施例中制作的铝箔的曲折状的蛇行图案电路。蓝色部分表示布线部，红色部分表示连接部。

图7表示实施例中进行的成型加工的概要。

图8表示将具备由各种金属箔构成的曲折状的蛇行电路图案及直线状电路图案的布线基板(膜)折弯时，在直线状电路图案中引起断线(红箭头)，在蛇行电路图案中不引起断线。

图9表示在式(2)中，具备使用F×T超过22000的金属箔制造的电路图案的布线基板在进行基板的成型时，产生金属箔不能追随树脂基板的变形而树脂基板不自然地发生变形、或金属箔从树脂基板上剥离的不良。

具体实施方式

以下，对本发明的各实施方式进一步详细地进行说明。

本发明中包含的布线基板为在树脂基板的至少一面(一面或两面)具备金属箔制的电路图案的布线基板。

该树脂基板为含有树脂的基板。其形状没有特别限制，优选为通过成型而容易变形的基板(挠性基板)。例如可以优选使用片状、膜状的树脂基板。就树脂基板的厚度而言，只要是不损害本发明的效果的范围，就没有特别限制，例如优选为20～300μm，更优选为40～200μm，进一步优选为50～150μm。树脂基板过薄时，使用该基板制造的成型加工物的强度有可能变低。另外，相反其过厚时，在成型性方面出现障碍，或导致成本升高。

树脂基板中所含的树脂没有特别限制，可举出例如：聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺(尼龙)系树脂、丙烯酸系树脂、聚氯乙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚偏氯乙烯系树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物皂化物、聚乙烯醇系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚醋酸乙烯酯系树脂、缩醛系树脂等。其中，从成型加工的容易性方面考虑，优选聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂。这些树脂可以单独使用1种或组合2种以上而使用。另外，优选在树脂基板中含有树脂作为主成分(例如以质量比例计为50、60、70、80、90或95％以上)，进一步优选由树脂构成(即由树脂100％构成)。

树脂层基板可以由多层构成，也可以为例如叠层多个上述的树脂膜或树脂片而成的基板。

作为金属箔，只要是具有导电性的金属箔、且在上述的式2中满足“F×T≤22000”的金属箔即可。没有特别限制，优选为F×T≤20000，更优选为F×T≤18000，进一步优选为F×T≤16000，更进一步优选为F×T≤14000，另外优选为F×T≤13000。作为这种金属箔，可举出例如铝箔或铜箔。作为金属箔的厚度，只要是不损害本发明的效果的范围，就没有特别限制，例如优选为5～140μm，更优选10～120μm，进一步优选20～100μm。需要说明的是，作为金属箔的常温(25℃)下的0.2％耐力的F[N/mm²]为根据JIS Z 2241测定的值。

作为优选的铝箔，更具体而言，可举出例如JIS(AA)的符号中为1030、1N30、1050、1100、8021、8079等的软质材料、硬质材料。其中，从加工性方面考虑，更优选1N30、8021、8079的软质材料。另外，在使用这些具体的铝箔的情况下，其厚度优选为上述的金属箔的厚度，进一步更优选20～50μm。另外，例如也可以使用JIS(AA)的符号中为3000系列、且满足上述式(2)的铝箔。在3000系列铝箔的情况下，更优选厚度80μm以上的硬质材料等。

另外，作为铜箔，只要满足上述式(2)，就没有特别限制，例如优选例示厚度70μm以上的铜箔。

上述式(2)中，在使用F×T超过22000的金属箔的情况下，在进行电路基板的成型时，有可能产生金属箔不能追随树脂基板的变形而树脂基板不自然地发生变形、或金属箔从树脂基板上剥离的不良(参照图9)。

另外，上述金属箔也可以经由粘接层而叠层于上述树脂基板的表面。即，含有粘接剂而成的粘接层可以叠层于树脂基板，并在其上叠层金属箔。作为粘接剂，可以使用公知的粘接剂，可举出例如：环氧系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂、硅系树脂、聚酰亚胺系树脂、氯乙烯系树脂等。这些粘接剂可以单独使用1种，或组合2种以上而使用。需要说明的是，树脂基板中所含的树脂和粘接层中所含的粘接剂(树脂)可以不同，但优选为相同。需要说明的是，特别是在构成树脂基板的树脂和构成粘接层的树脂相同的情况下，粘接层也可以与树脂基板一体化(即粘接层不存在)。

作为粘接层的厚度，例如优选为0.5～7μm的范围，更优选1.5～4μm的范围。厚度低于0.5μm的情况下，有可能不能掩埋树脂基板或金属箔的凹凸而不为充分的粘接强度。

另外，就不与金属箔的树脂基板(或粘接层)相接的面而言，为了对其保护，优选用保护用树脂覆盖至少其一部分(其一部分或全部)。即，可以在金属箔的配置树脂基板的面的背面上设置含有保护用树脂而成的保护层。另外，不仅金属箔表面，而且具备树脂基板的电路图案的侧表面的一部分或全体也可以用保护用树脂覆盖(该情况下，电路图案表面也用保护用树脂覆盖。也可以在树脂基板的电路图案形成侧表面叠层保护用树脂。)。作为保护用树脂，可以使用公知的树脂。可举出例如：环氧系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂、硅系树脂、聚酰亚胺系树脂、氯乙烯系树脂等。

作为保护层的厚度，例如优选5～30μm的范围，更优选10～15μm的范围。厚度低于5μm的情况下，通过在进行成型时保护层部分地变薄，有可能作为保护用树脂的功能变得不充分。

在对本发明的树脂基板作为叠层体进行考虑的情况下，可以说是为至少具备树脂基板及金属箔(电路图案)的叠层体，可以在树脂基板和金属箔的间具备粘接层，另外也可以至少在金属箔上(根据情况，树脂基板的电路图案形成侧表面的一部分或全部)具备保护层(利用保护用树脂的覆盖)。例如，关于全部具备这些层的树脂基板的一个表面，可以记作“树脂基板/粘接层/金属箔(电路图案)/保护层”等。

电路图案其一部分或全部具有将线状的金属箔线在长度方向以曲折状折叠的结构。该结构的电路图案可以说是曲折状的蛇行电路图案。

线(line)具有宽度和长度。本发明中，将该线的测定宽度的方向称为宽度方向，将测定长度的方向称为长度方向(参照图1)。将金属箔线在长度方向以曲折状折叠的结构的例示于图2。曲折状的蛇行电路图案的长度方向与折叠前的金属箔线的长度方向一致。换句话说，在认为该蛇行电路的蛇行如文字那样蛇弯弯曲曲前进的情况下，曲折状的蛇行电路图案的长度方向也可以为与蛇的前进方向平行的方向。在本说明书中，有时将曲折状的蛇行电路图案的长度方向称为第一方向。

在本说明书中，曲折状的蛇行电路图案的宽度是指蛇行的图案的宽度。另外，电路图案的金属箔线的宽度与以曲折状折叠前的金属箔线的宽度相同。另外，曲折状的蛇行电路图案的长度是指曲折状的蛇行电路图案的长度方向的长度。曲折状的蛇行电路图案的金属箔线的长度是指以曲折状折叠的金属箔线的长度。即，曲折状的蛇行电路图案的金属箔线的宽度及长度分别与折叠前的金属箔线的宽度及长度相同，曲折状的蛇行电路图案的宽度及长度是指折叠之后的图案的宽度及长度方向的长度(第一方向的长度)(参照图3)。在本说明书中，有时将电路图案的金属箔线的长度称为电路图案线长。另外，有时将曲折状的蛇行电路图案的长度称为第一方向长。第一方向长没有特别限制，例如优选为5mm以上，更优选为10mm以上。

本说明书中的曲折状的蛇行电路图案也可以分为与该蛇行电路图案的长度方向和直行方向大致平行的金属箔线(有时称为“布线部”)和连接布线部彼此的金属箔线(有时称为“连接部”)而考虑。换句话说，上述蛇行电路图案可以说由与蛇行电路图案的长度方向邻接的布线相互形成大致平行状态的布线部和连接该布线部彼此的连接部构成。布线部由大致直线金属箔线构成。布线部的长度(参照图3)只要是满足式(1)的范围，就没有特别限制，为0mm以上即可。例如可以为大致0mm，也可以为10000mm左右。例如优选为0mm以上10000mm以下(另外例如为5000mm以下、3000mm以下、1000mm以下或500mm以下)。另外，布线部彼此的间隔(参照图3)也只要是满足式(1)的范围，就没有特别限制，例如可例示0.1mm～5mm左右。例如更优选为0.1mm以上3mm以下，进一步优选0.5mm以上2mm以下。

另外，电路图案的金属箔线宽度也没有特别限制，可例示例如0.1mm～50mm左右。没有特别限制，布线部彼此的间隔优选为金属箔线宽度以下。另外，在蛇行电路图案中，金属箔线宽度也可以变化(即，可以不固定)。例如，在蛇行电路图案的某部位为0.5mm，但在其它某部位也可以为1.0mm。在金属箔线宽度变化的情况下，线宽度既可以缓慢地(平滑地)变化，也可以急剧地变化，但优选线宽度缓慢地(平滑地)变化。虽然没有特别限制，但在蛇行电路图案中金属箔线变化的情况下，优选最窄部与最宽部的宽度之比为1：大于1的值～1：5左右，更优选为1：2～1：3左右。

另外，如果连接部不损害本发明的效果而能连接布线部，则就没有特别限制，可举出例如大致U字型、大致V字形、大致C字型、大致I字型(直线)等(参照图4；图4的连接部从上依次为大致U字型、大致V字形、大致C字型、大致I字型。)。

根据布线部的长度、连接部的形状、金属箔线的宽度或长度等，可以形成各种各样的曲折状的蛇行电路图案。只要是不损害本发明的效果的范围，就可以使用这些各种各样的曲折状的蛇行电路图案。没有特别限制，图5a及图5b示例几个曲折状的蛇行电路图案。需要说明的是，图5b中示出金属箔线宽度变化的蛇行电路图案例。

另外，曲折状的蛇行电路图案中的折回次数(换句话说，连接部的数量)没有特别限制，优选为2以上，例如可以例示2～1000左右，更优选为2～100左右，进一步优选为5～50左右。

另外，曲折状的蛇行电路图案的宽度也取决于布线部的长度或连接部的形状等，但没有特别限制，例如优选为布线部的长度的1.05～1.7倍左右，更优选为1.1～1.5倍左右。

需要说明的是，即使为含有曲折状的蛇行电路图案的复杂的电路图案，也可以通过例如金属箔的蚀刻而容易地得到。

如上，本发明的布线基板也满足：

(式1)：E(resin)/4－E(metal)＜(B－A)/A×100。

式(1)中所含的变量为4个，在曲折状的蛇行电路图案中，长度方向的A[mm]的范围中的该蛇行电路图案的金属箔线长为B[mm]，另外，蛇行电路图案的长度方向的上述树脂基板的拉伸断裂伸长率为E(resin)[％]，上述金属箔的拉伸断裂伸长率为E(metal)[％]。

这里的树脂基板的拉伸断裂伸长率E(resin)[％]为根据JIS C 2151测定的值，金属箔的拉伸断裂伸长率E(metal)[％]为根据JIS Z 2241测定的值。

本发明的布线基板具有上述的结构，由此，能够减少在成型时电路不能追随树脂的伸长而产生断线、或电路从树脂基板上剥离。特别是在成型包含布线基板向与上述蛇行电路图案的长度方向(第一方向)大致正交的形成弯曲线的方向弯曲的情况下，特别优选抑制从树脂基板上的电路剥离或断线。需要说明的是，不需要在成型中形成弯曲线，在此，为了说明弯曲的方向，只是使用弯曲线这样的措辞。另外，“大致正交”没有特别限制，第一方向与弯曲线形成的角度优选为90°±30°左右，更优选90°±20°左右，进一步优选90°±10°左右，更进一步优选90°±5°左右，另外优选约90°±3°左右。

从更大的观点来看，可以说在本发明的布线基板中，曲折状的蛇行电路图案在成型时能够向第一方向伸张，可以说即使施加向第一方向拉伸电路的力(例如即使布线基板向与第一方向大致正交的形成弯曲线的方向弯曲)，该电路图案也不易引起剥离或断线。

图8表示将具备由各种金属箔构成的曲折状的蛇行电路图案及直线状电路图案的布线基板(膜)折弯时，在直线状电路图案中引起断线，但在蛇行电路图案中不引起断线的照片。

因此，本发明的布线基板作为向上述蛇行电路图案的长度方向(第一方向)施加将电路拉伸的力的成型(例如包含布线基板向与第一方向大致正交的形成弯曲线的方向弯曲的成型)用，特别优选使用。

本发明也优选包含上述布线基板的成型加工物。如上，本发明的布线基板作为向上述蛇行电路图案的长度方向(第一方向)施加将电路拉伸的力的成型用，特别优选使用，因此，特别优选施加该力而进行了成型的成型物。另外，本发明也优选包含具备上述布线基板或上述成型物的构成物。

虽然没有特别限制，但例如在将本发明的布线基板以汽车的仪表板的形状进行成型的情况下，例如该已成型的布线基板相当于成型物，例如具备该成型物的汽车的仪表板(进而具备该汽车的仪表板的汽车)相当于构成物。

需要说明的是，本说明书中“含有”也包含“本质上包含成”和“包含”。

(实施例)

以下，具体地说明本发明，但本发明并不限定于下述的例。(实施例1)

在厚度80μm的铝箔(东洋铝株式会社制、1N30、硬质材料：拉伸断裂伸长率为6％，0.2％耐力为150N/mm²)的一面涂敷粘接性树脂(将100份DIC株式会社制聚氨酯系粘接剂：LX500和10份作为固化剂的KW75进行混合)并进行干燥之后，与厚度60μm的聚丙烯膜(フタムラ化学株式会社制FRTK-G)贴合。需要说明的是，该铝箔的拉伸断裂伸长率及0.2％耐力根据JISZ 2241进行测定。

接着，利用光刻法向曲折状的蛇行图案的电路形成铝箔。将该电路图案的概要示于图6。在该电路图案中，金属箔线宽度为1mm，电路的布线部彼此的间隔约为0.3mm，连接部为大致U字型，连接部外缘为半圆状。

将曲折状的蛇行电路图案的长度方向(第一方向)的长度设为10mm，使该范围内的电路的全长(电路图案线长)成为30mm。另外，使用的聚丙烯膜单体的第一方向的拉伸断裂伸长率为500％。需要说明的是，该聚丙烯膜的第一方向的拉伸断裂伸长率根据JIS C 2151进行测定。

对这样得到的试验体进行成型加工。如图7所示，成型加工通过将得到的试验体以电路图案面和模具相接的方式固定，且将成为前端为R(半径)2.5mm的半球上的金属性的夹具以50mm/分钟的速度压入而进行。此时，对试验体的压入的夹具的位置设为图6所示的电路中的10mm的范围的中心周围。另外，就压入夹具的深度而言，预先进行试验体断裂的深度的确认，设为其深度的50％。

(实施例2～8及比较例1～6)

除采用表1所记载的金属箔、树脂层、电路图案之外，与实施例1同样地操作，制作试验体。此外，电路图案线长因各例而不同，但其通过变更布线部的长度而进行调节。

另外，用于各例的金属箔的拉伸断裂伸长率(E(metal))及0.2％耐力根据JIS Z2241进行测定，用于各例的树脂层(树脂膜或片)的拉伸断裂伸长率(E(resin))根据JIS C2151分别进行测定。

＜评价项目及评价基准＞

对如上述那样得到的各实施例及比较例的试验体，从以下的(A)及(B)的观点进行评价。将结果与表1同时表示。

(A)成型后的电路图案的断线

对各实施例、比较例中得到的试验体进行目视观察及电阻值测定，确认是否产生电路图案的断线。评价结果如下表示。

○：没有电路图案的断线。

×：有电路图案的断线。

(B)成型后的树脂层的变形

对各实施例、比较例中得到的试验体进行目视观察，确认电路图案存在的附近是否产生树脂层的变形。评价结果如下表示。

○：没有树脂层的变形。

×：有树脂层的变形。

(表1)

如以上的结果所示，可知：

均满足式(1)：E(resin)/4－E(metal)＜(B－A)/A×100

式(2)：(F×T)≤22000

的布线基板也能使大电流流通，并能在成型时抑制电路的断线或剥离。

Claims

1.一种布线基板，在树脂基板的至少一面具备金属箔制的电路图案，所述电路图案的一部分或全部为具有将线状的金属箔线在长度方向以曲折状折叠成的结构的曲折状的蛇行电路图案，

在将所述蛇行电路图案的长度方向的A[mm]的范围中的该蛇行电路图案的金属箔线长设为B[mm]，将该蛇行电路图案的长度方向的所述树脂基板的拉伸断裂伸长率设为E(resin)[％]，将所述金属箔的拉伸断裂伸长率设为E(metal)[％]，将该金属箔的常温下的0.2％耐力设为F[N/mm²]，将厚度设为T[μm]时，满足以下的式(1)和式(2)，

式(1)：E(resin)/4－E(metal)＜(B－A)/A×100

式(2)：(F×T)≤22000。

2.根据权利要求1所述的布线基板，其中，

所述金属箔为铝箔或铜箔。

3.根据权利要求1或2所述的布线基板，其中，

所述树脂基板为含有选自由聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂及聚碳酸酯系树脂构成的组中的至少1种树脂的基板。

4.根据权利要求1或2所述的布线基板，其中，

所述金属箔的至少一部分由保护用树脂覆盖。

5.根据权利要求1或2所述的布线基板，其中，

所述金属箔经由粘接层层叠于所述树脂基板的至少一个表面。

6.根据权利要求1或2所述的布线基板，其中，

为向所述蛇行电路图案的长度方向施加将曲折状的蛇行电路拉伸的力的成型用。

7.一种权利要求1～6中任一项所述的布线基板的成型加工物。

8.一种构成物，具备权利要求1～6中任一项所述的布线基板、或权利要求7所述的成型加工物。