DE19643129A1

DE19643129A1 - Flexible gedruckte Schaltung

Info

Publication number: DE19643129A1
Application number: DE19643129A
Authority: DE
Inventors: Chiharu Miyaake; Toshihiko Sugimoto; Yousuke Miki
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1997-04-30
Also published as: CN1135911C; SG72707A1; US5814393A; CN1159135A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine flexible gedruckte Schaltung eines Funktionsteils, welches hauptsächlich auf dem Gebiet der Elektrotechnik und der Elektronik verwendet wird.

Bislang wurden gedruckte Schaltungen, die eine hohe Flexibi lität aufweisen, allgemein als flexible gedruckte Schaltungen bezeichnet, und allgemein auf dem Gebiet der Elektronik usw. verwendet. Die Fig. 14A bis 14D zeigen eine Ausführungsform einer flexiblen gedruckten Schaltung. Eine flexible gedruck te Schaltung weist eine vorbestimmte metallische elektrische Schaltung 3 auf, die auf einem Kunststoffilm 4 (als Basis schicht) ausgebildet ist, und einen Kunststoffilm 2 (als Deck schicht), ähnlich wie der Kunststoffilm 4, der zusätzlich auf der metallischen elektrischen Schaltung 3 vorgesehen ist. Im allgemeinen wird zur Ausbildung der Kunststoffilme ein Mate rialfilm in zwei Richtungen gestreckt, in der Herstellungs richtung und quer dazu, und werden die Kunststoffilme mit vor bestimmten Abmessungen aus dem gestreckten Film ausgeschnit ten. Die Herstellungsrichtung bzw. Querrichtung ist hierbei als Längsrichtung bzw. Querrichtung des Materialfilms zu ver stehen.

Nachdem elektronische Bauteile wie beispielsweise Halbleiter vorrichtungen auf einer flexiblen gedruckten Schaltung ange bracht wurden, wird die flexible gedruckte Schaltung in einem elektronischen Gerät angebracht, und kann in Abhängigkeit von dem elektronischen Gerät gebogen werden, bei welchem die fle xible gedruckte Schaltung eingesetzt wird. Beispielsweise wird eine flexible gedruckte Schaltung, die zur Verdrahtung eines Druckkopfes (Betätigungsteil) und einer Mutterplatine (orts festes Teil) in einem Drucker verwendet wird, im Betrieb des Druckers gebogen. An einem derartigen Einsatzort verwendete flexible gedruckte Schaltungen erfordern daher eine ausrei chende Flexibilität und Dauerhaftigkeit.

Für diese Anforderungen wird eine Untersuchung der physikali schen Eigenschaften der metallischen elektrischen Schaltung durchgeführt, da von den Hauptbestandteilen flexibler gedruck ter Schaltungen die Kunststoffilme ursprünglich flexibel sind, und die metallischen elektrischen Schaltungen anderer Haupt bauteile Schwierigkeiten hervorrufen. Im einzelnen umfassen Verformungen metallischer elektrischer Schaltungen eine pla stische Verformung und eine elastische Verformung, und wird die Art und Weise der plastischen Verformung verbessert, um die Flexibilität zu erhöhen.

Eine flexible gedruckte Schaltung, die mit einer metallischen elektrischen Schaltung versehen ist, welche eine verbesserte plastische Verformung aufweist, führt jedoch zu dem Problem, daß eine Verwerfung auftritt, die als Welligkeit bezeichnet wird. Wie voranstehend geschildert weist die flexible gedruck te Schaltung Kunststoffilme als Hauptbestandteile neben der metallischen elektrischen Schaltung auf; die Kunststoffilme sind flexibel, jedoch wenig plastisch verformbar, verglichen mit der metallischen elektrischen Schaltung. Bei einer flexib len gedruckten Schaltung, deren Flexibilität verbessert ist, werden daher die Kunststoffilme einfach elastisch verformt, wogegen die metallische elektrische Schaltung einfach pla stisch verformt wird. Eine Verbindung zweier Arten von Tei len mit derartigen Eigenschaften, die einander widersprechen, führt daher zum Auftreten einer Welligkeit bei der flexiblen gedruckten Schaltung. Dieser Gesichtspunkt wird auf der Grundlage des Herstellungsvorgangs für eine flexible gedruck te Schaltung erläutert. Beispielsweise wird, wie in den Fig. 17A und 17B gezeigt ist, eine Klebeschicht 8 auf einem Basis schicht-Kunststoffilm 4 ausgebildet, und wird eine Kupfer folie 3a auf die Klebeschicht 8 aufgebracht. Eine Zugspannung wird in der Filmoberflächenrichtung angelegt, wie durch Pfei le angedeutet ist, in zwei Schritten einer Wärmebehandlung und einer Druckbeaufschlagung, etwa bei der in Fig. 17C ge zeigten Laminatbehandlung, und dann erfolgt eine Abkühlung auf Zimmertemperatur nach der Erhitzung und Druckbeaufschla gung, worauf die Kupferfolie 3a durch ein abtragendes Verfah ren geätzt wird, um die in Fig. 17D gezeigte metallische elek trische Schaltung auszubilden. Wenn die Zugspannung entfernt wird, kehrt der Kunststoffilm 4 zu seiner Ursprungslänge zu rück (elastische Verformung), jedoch bleibt die metallische elektrische Schaltung 3 in ihrem verlängerten Zustand (pla stische Verformung). Dies führt dazu, daß wie in Fig. 17E ge zeigt die flexible gedruckte Schaltung sich verwirft, etwa so wie ein Bimetall, was zum Auftreten einer Welligkeit führt. Normalerweise wird nach der Ausbildung der metallischen elek trischen Schaltung 3 ein Kunststoffilm auf die metallische elektrische Schaltung aufgebracht, um eine Deckschicht auszu bilden; jedoch bleibt trotz dieses Schrittes die Welligkeit.

Eine derartige flexible gedruckte Schaltung, bei welcher eine Welligkeit auftritt, führt zu Schwierigkeiten bezüglich der Genauigkeit der Abmessungen, und es treten nachteilige Effek te auf, wenn Halbleitervorrichtungen auf der flexiblen ge druckten Schaltung angebracht werden, oder die flexible ge druckte Schaltung in einem elektronischen Gerät angebracht wird.

Ein Vorteil der Erfindung besteht daher in der Bereitstellung einer flexiblen gedruckten Schaltung, die ausreichend flexi bel und dauerhaft ist, wobei das Auftreten einer Welligkeit unterdrückt ist.

Gemäß einer ersten Zielrichtung der Erfindung wird eine Ver bundplatte zur Verfügung gestellt, welche aufweist: einen ersten Kunstharzfilm; einen auf dem ersten Kunstharzfilm so auflaminierten zweiten Kunstharzfilm, daß eine Oberfläche des ersten Kunstharzfilms einer rückwärtigen Oberfläche des zweiten Kunstharzfilms gegenüberliegt; und eine metallische elektrische Schaltung, die zwischen dem ersten und zweiten Kunstharzfilm vorgesehen ist, wobei die metallische elektri sche Schaltung eine Komponente der plastischen Verformung von 0,0003 (mm/mm) oder mehr aufweist, wenn eine Spannungs belastung ausgeübt wird, bis die Verformung den Wert von 0,002 (mm/mm) annimmt, unter der Annahme, daß die plastische Verformung, die auftritt, wenn die Spannungsbelastung ein wirkt und nicht mehr einwirkt, die Komponente der plastischen Verformung ist; wobei der erste und zweite Kunstharzfilm aus zwei Bereichen ausgeschnitten werden, die im wesentlichen dieselbe Form aufweisen, die beiden Bereiche bezüglich der Orientierung zueinander ausgerichtet sind, und ein frei wähl barer Punkt auf einem der beiden Bereiche, die geschnitten werden sollen, und ein Punkt des anderen Bereiches entspre chend dem einen Punkt, beide auf einer frei wählbaren Stan dardlinie liegen, die parallel zur Herstellungsrichtung der Streckung auf einem Kunststoffmaterialfilm liegen, der in zwei Richtungen gestreckt wird, mit der Herstellungsrichtung als Längsrichtung der Streckung und einer Querrichtung als Querrichtung der Streckung.

Gemäß einer zweiten Zielrichtung der Erfindung wird eine Verbundplatte zur Verfügung gestellt, welche aufweist: einen ersten Kunstharzfilm; einen auf dem ersten Kunstharzfilm so auflaminierten zweiten Kunstharzfilm, daß eine Oberfläche des ersten Kunstharzfilms einer rückwärtigen Oberfläche des zweiten Kunstharzfilms gegenüberliegt; und eine metallische elektrische Schaltung, die zwischen dem ersten und zweiten Kunstharzfilm vorgesehen ist, wobei die metallische elektri sche Schaltung eine Komponente der plastischen Verformung von 0,0003 (mm/mm) oder mehr aufweist, wenn eine mechanische Spannungsbelastung ausgeübt wird, bis die Verformung den Wert von 0,002 (mm/mm) annimmt, unter der Annahme, daß die plastische Verformung, die beim Anlegen und Wegnehmen der Spannungsbelastung auftritt, die Komponente der plastischen Verformung ist; wobei zwei Ellipsen des Koeffizienten der linearen Ausdehnung auf Koordinaten in entsprechenden Teilen des ersten und zweiten Kunstharzfilms durch folgendes Verfah ren ausgebildet werden: Festlegen eines vorbestimmten Basis punktes P auf dem Kunstharzfilm; Messen eines Koeffizienten der linearen Ausdehnung an einem Ort, der von einer frei wähl baren Achse in Richtung eines Winkels θ auf dem ersten und zweiten Kunstharzfilm beabstandet ist, wobei die frei wähl bare Achse auf dem ersten und zweiten Kunstharzfilm so aus gewählt wird, daß sie durch den Basispunkt P mit dem Basis punkt P als Zentrum geht, und sich in eine frei wählbare Rich tung richtet; Erzeugen eines Koordinatensystems mit der frei wählbaren Achse als Y-Achse und einer Achse, welche die Y-Achse in 90° kreuzt, als X-Achse in diesem Koordinatensystem; Festlegen eines Schnittpunkts der X-Achse und der Y-Achse als Basispunkt P bei der Messung des linearen Expansions koeffizienten und Festlegen der Größe eines Meßwerts für den linearen Expansionskoeffizienten als Entfernung r von dem Basispunkt P, dann Auftragen eines Punkts an der Spitze der Entfernung r in der Richtung des Meßwinkels θ in bezug auf die Y-Achse, mehrfaches Auftragen durch Änderung des Meßwin kels θ, und Zeichnen einer Untersuchungslinie über Richtun gen über sämtliche 360° mit dem Basispunkt P als Zentrum, um so durch gemittelte Punkte der aufgetragenen Punkte zur Er zeugung der Ellipse zu gelangen; wobei die beiden Ellipsen so überlappen, daß sie im Zentrumspunkt und den Koordinaten achsen X und Y übereinstimmen, und folgende Beziehung erfüllt ist: der Maximalwert einer Differenz des linearen Expansions koeffizienten zwischen den beiden Kunstharzfilmen ist kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert.

Gemäß einer dritten Zielrichtung der Erfindung wird eine Ver bundplatte zur Verfügung gestellt, welche aufweist: einen ersten Kunstharzfilm; einen auf dem ersten Kunstharzfilm so auflaminierten zweiten Kunstharzfilm, daß eine Oberfläche des ersten Kunstharzfilms einer rückwärtigen Oberfläche des zweiten Kunstharzfilms gegenüberliegt; und eine metallische elektrische Schaltung, die zwischen dem ersten und zweiten Kunstharzfilm vorgesehen ist, wobei die metallische elektri sche Schaltung eine Komponente der plastischen Verformung von 0,0003 (mm/mm) oder mehr aufweist, wenn eine mechanische Spannung ausgeübt wird, bis die Verformung den Wert von 0,002 (mm/mm) annimmt, unter der Annahme, daß die plastische Verformung, die beim Anlegen und Abnehmen der Spannungsbe lastung auftritt, die Komponente der plastischen Verformung ist; wobei zwei Ellipsen des Koeffizienten der linearen Ex pansion auf Koordinaten in entsprechenden Teilen des ersten und zweiten Kunstharzfilms durch folgendes Verfahren erzeugt werden: Festlegen eines vorbestimmten Basispunkts P auf dem Kunstharzfilm; Messen eines Koeffizienten der linearen Expan sion an einem Ort getrennt von einer frei wählbaren Achse in Richtung eines Winkels θ auf dem ersten und zweiten Kunst harzfilm, wobei die frei wählbare Achse auf dem ersten und zweiten Kunstharzfilm so ausgewählt ist, daß sie durch den Basispunkt P hindurchgeht, mit dem Basispunkt P als Zentrum, und in eine frei wählbare Richtung zeigt; Festlegen eines Koordinatensystems mit der frei wählbaren Achse als Y-Achse und einer die Y-Achse unter 90° kreuzenden Achse als X-Achse in diesem Koordinatensystem; Festlegen eines Schnittpunkts der X-Achse und der Y-Achse als Basispunkt P bei der Messung des linearen Expansionskoeffizienten, und Festlegen der Größe eines Meßwertes des linearen Expansionskoeffizienten als Ent fernung r gegenüber dem Basispunkt P, Auftragen eines Punkts an der Spitze der Entfernung r in Richtung des Meßwinkels θ in bezug auf die Y-Achse, mehrfaches Auftragen durch Ände rung des Meßwinkels θ, und Zeichnen einer Untersuchungs linie durch Richtungen in allen 360° mit dem Basispunkt P als Zentrum so, daß die Spitze durch gemittelte Punkte der auf getragenen Punkte hindurchgeht, um die Ellipse zu erzeugen; wobei die beiden Ellipsen so überlappt werden, daß sie im Zentrumspunkt und in den Koordinatenachsen X und Y überein stimmen, und folgende Beziehung erfüllt ist: die Gesamtfläche von Abschnitten, in welchen sich die Ellipsen nicht überlap pen, ist kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert.

Bei der zweiten und dritten Zielrichtung der Erfindung wird eine frei wählbare Achse frei wählbar auf den beiden Kunst stoffilmen ausgewählt, und wird ein Koordinatensystem vorbe reitet, welches die frei wählbare Achse als Y-Achse aufweist, und eine die Y-Achse unter 90° kreuzende Achse als X-Achse. Allerdings kann auch eine Achse der Herstellungsrichtung der Streckung des Kunststoffilms als die Y-Achse gewählt werden, und eine Achse der Querrichtung der Streckung des Kunststoffilms als X-Achse.

Nunmehr wird die Komponente der plastischen Verformung erläu tert.

Wenn eine Zugspannung (Spannung σ) auf ein Material wie etwa eine Metallfolie einwirkt, tritt eine Verformung in Reaktion auf die Zugspannung auf. Zur Normierung der Materialgröße wird das Ausmaß der Verformung durch die Verformung ε darge stellt. Diese Verformung ε ist das Verhältnis der vergrößer ten Materiallänge, wenn das Material verformt wird (der Länge unter Spannungsbelastung) zur Ursprungslänge, und daher ist die Verformung ε folgendermaßen (1) definiert:

ε (mm/mm) = (Δl/l₀) - (l₁ - l₀)/l₀ (1)

wobei
l₀: die Länge vor der Spannungsbelastung ist, und
l₁: die Länge während der Spannungsbelastung.

Ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Spannung σ und der Verformung ε angibt, wird als S-S-Kurvendiagramm (Spannungsdehnungsdiagramm) bezeichnet. Ausführungsformen von Spannungsdehnungskurven von Metallfolien sind in den Fig. 7 bis 10 dargestellt. Diese Spannungsdehnungskurven werden da durch erzeugt, daß allmählich eine Spannung an eine Metall folie angelegt wird, und nachdem die Dehnung einen vorbe stimmten Wert erreicht hat, die Spannung allmählich verrin gert (weggenommen) wird. Daher tauchen zwei Spannungsdehnungs kurven in einem Diagramm auf; in den Figuren ist die Richtung der Spannungsdehnungskurve, die durch allmähliches Anlegen der Spannung (Hinweg) erzeugt wird, durch den durchgezogenen Pfeil angedeutet, und ist die Richtung der Spannungsdehnungs kurve, die durch allmähliche Verringerung (Entfernen) der Spannung erzeugt wird (Rückweg), durch den gestrichelten Pfeil bezeichnet.

Zuerst zeigt das Diagramm von Fig. 7 eine Spannungsdehnungs kurve, die sich ergibt, wenn eine Last mit extrem kleiner Spannung σ als Dehnung ε kleiner als 0,0005 angelegt und ent fernt wird. Wenn eine derartig kleine Spannungsbelastung ange legt wird, ergibt sich die Spannungsdehnungskurve als gerade Linie; die Linie der Spannungsbelastung (Richtung des durch gezogenen Pfeils) und die Linie des Wegnehmens der Spannung (Richtung des gestrichelten Pfeils) überlappen sich im we sentlichen, und wenn die Spannung zu 0 wird, wird auch die Dehnung zu 0. In diesem Fall wird in der Metallfolie nur eine elastische Verformung beobachtet. Die Neigung der Linie hängt ab von dem Zugspannungsmodul der Metallfolie.

Die Diagramme der Fig. 8 bis 10 sind Spannungsdehnungskur ven, die sich ergeben, wenn die angelegte maximale Spannungs belastung allmählich erhöht wird. Hieraus geht hervor, daß sich bei erhöhter angelegter Spannungsbelastung die Hin- und Rückwege der Spannungsdehnungskurven stark unterscheiden. Wenn eine Spannungsbelastung angelegt wird (Hinweg), ergibt sich eine Linie in einem Bereich kleiner Spannung, jedoch geht diese Linie verloren, und es ergibt sich eine Kurve nahe an einer Asymptote in einem Bereich hoher Spannung. Wenn die Spannung entfernt wird (Rückweg), so ergibt sich eine Linie mit derselben Neigung wie der Hinweg-Linie. Diese Neigung hängt ab von dem Zugspannungsmodul der Metallfolie, wie vor anstehend erläutert. Wie aus den Diagrammen der Fig. 8 bis 10 hervorgeht, kehrt dann, wenn die angelegte Spannungsbe lastung vollständig weggenommen wird (Spannung 0), die Metallfolie nicht zur Ursprungslänge zurück, und es bleibt eine Dehnung übrig. Eine derartige Dehnung, die bei nicht mehr anliegender Spannung übrig bleibt, wird als plastische Dehnung oder plastische Verformung bezeichnet. Diese plasti sche Verformung nimmt zu, wenn die angelegte maximale Span nungsbelastung zunimmt. Die plastische Verformung nimmt daher in der Reihenfolge der Fig. 8 bis 10 zu. Dies repräsentiert die Eigenschaften der plastischen Verformung des Materials, und bei der vorliegenden Erfindung wird die plastische Ver formung als "plastische Verformungskomponente" bezeichnet.

Bei der vorliegenden Erfindung ist der Koeffizient α der linearen Expansion folgendermaßen definiert: Wenn ein Kunst stoffilm erwärmt wird, dehnt er sich entsprechend den Eigen schaften des Kunststoffilms aus. Hierbei läßt sich der Koef fizient α der linearen Expansion aus nachstehendem Ausdruck (2) ermitteln, aus dem Änderungsverhältnis der Länge des Kunststoffilms p bezüglich der Temperatur zur Meßzeit (δp/δt) und der Länge des Films p0 bei 0°C (Kagaku Binran-Kisohen II, herausgegeben von Nippon Kagakukai, veröffentlicht von Maruzen Shuppan).

α = l/p₀×δp/δt (2).

Der Koeffizient α oder linearen Expansion gemäß der Erfindung bezieht sich allerdings auf jenen in dem Bereich der Glas übergangstemperatur eines Kunststoffilms (Tg) oder darunter. Da Tg von Kunststoffilmen, mit welchen sich die Erfindung befaßt, in dem Temperaturbereich liegt, der die Zimmertempe ratur überschreitet (etwa 23°C), und eine verdrehte Wellig keit in einem Temperaturbereich nahe der Zimmertemperatur zu einem Problem wird, ist der Koeffizient der linearen Expan sion bei Tg oder beim Erweichungspunkt oder darunter das Ziel. Tg für einen Polyimidfilm beträgt 300°C oder mehr, was den Betriebstemperaturbereich überschreitet, und tritt nicht deutlich auf, und daher ist die Notwendigkeit gering, Tg von Polyimidfilmen zu berücksichtigen.

Bei der Erfindung wird die Gesamtfläche von Abschnitten, an welchen Ellipsen nicht überlappen (C) durch folgenden Ausdruck (3) definiert, der den Integralwert von Quadratwert differenzen des linearen Expansionskoeffizienten darstellt (Δαc). Bei der Erfindung stimmt daher die Gesamtfläche von Abschnitten, in welchen sich Ellipsen nicht überlappen (C), mit dem Integralwert von Quadratwertdifferenzen linearer Ex pansionskoeffizienten überein (Δαc). In dem folgenden Ausdruck (3) ist θ ein Meßwinkel für den linearen Expansionskoef fizienten gegenüber der Achse der Herstellungsrichtung der Streckung als Bezugsgröße, und ist Δαc (θ) durch den nach stehenden Ausdruck (4) festgelegt. Die Ellipsen gemäß der Erfindung umfassen auch echte Kreise.

Bei der Erfindung bedeutet der Ausdruck "beide äußersten Schichten" von "zwei Kunststoffilmen, die auf den beiden äußersten Schichten laminierter Kunststoffilme angebracht sind" nicht, daß die beiden äußersten Schichten der flexib len gedruckten Schaltungen gemeint sind, sondern wird dazu verwendet, die beiden äußersten Schichten in dem Kunststoffilmlaminat zu bezeichnen. Wenn daher beispielsweise eine flexible gedruckte Schaltung eine Abschirmschicht aufweist, die auf einem Kunststoffilmlaminat durch Aufstreichen, Be drucken und dergleichen ausgebildet wird, so ist diese Ab schirmschicht nicht von dem Begriff "beide äußersten Schich ten" gemäß der Erfindung umfaßt.

Bei der zweiten und dritten Zielrichtung der Erfindung kön nen die Richtungen der Koordinatenachsen der Ellipsen frei wählbar auf dem Kunststoffilm ausgewählt werden. Anders aus gedrückt werden die Y-Achse und die X-Achse in frei wählbaren Richtungen ausgewählt, um das Koordinatensystem zu erzeugen, und die Ellipsen werden auf diesen Koordinaten erzeugt. Die beiden Kunststoffilme, die auf den beiden äußersten Schichten angeordnet sind, können unter Verwendung der voranstehend ge nannten Ellipsen und Bedingungen ausgewählt werden.

Bei der Erfindung betrifft der Ausdruck "Welligkeitsunter drückung" jenen Fall, in welchem der Welligkeitsgrad (%), der nachstehend definiert ist, 5% oder weniger wird. Unter der Annahme, daß die Länge der langen Seite des kleinsten Rechtecks, in welches eine flexible gedruckte Schaltung ein geschrieben wird, die größte Länge der flexiblen gedruckten Schaltung, L ist, so zeigt Fig. 12A eine Ausführungsform des kleinsten Rechtecks 21, in welches eine flexible gedruckte Schaltung 1a, im wesentlichen V-förmig, eingeschrieben wird. Wie hieraus hervorgeht, wird bei der flexiblen gedruckten Schaltung 1a die Länge der langen Seite des Rechtecks 21, an gedeutet durch die gestrichelte Linie, zur größten Länge L. Wie aus Fig. 12B hervorgeht, ist ein Ende der flexiblen ge druckten Schaltung 1a an einer Bezugsebene 6 festgelegt, und ergibt sich die Höhe der maximalen Verwerfung der flexiblen gedruckten Schaltung 1a gegenüber dieser Bezugsebene 6, näm lich h, als der Welligkeitsbetrag h. Der Prozentsatz des Wel ligkeitsbetrages h zur größten Länge der flexiblen gedruck ten Schaltung, also L, nämlich (h/L)×100, wird als Wellig keitsausmaß (%) festgelegt.

Nachstehend werden die Oberfläche und die rückwärtige Ober fläche des Kunststoffilms jeweils nach den Erfordernissen jedes Falles ausgewählt. Normalerweise unterscheiden sich die Oberfläche und die rückwärtige Oberfläche des Kunststoffilms hauptsächlich in dem Oberflächenzustand bezüglich der Benetzungseigenschaften, der Rauhigkeit und dergleichen, so daß die Oberfläche und die rückwärtige Oberfläche voneinander verschieden sind. Wenn beispielsweise ein Kunststoffilm aus dem Materialkunststoffilm ausgeschnitten wird, kann eine er ste Oberfläche des Kunststoffilms, welche ebenfalls die Ober fläche des Materialkunststoffilms ist, die Oberfläche des Kunststoffilms sein, und kann eine zweite Oberfläche des Kunststoffilms, welche gleich der rückwärtigen Oberfläche des Materialkunststoffilms ist, die rückwärtige Oberfläche des Kunststoffilms sein. Wenn zwei unterschiedliche Arten von Kunststoffilmen jeweils aus den unterschiedlichen Arten der Kunststoffilme ausgeschnitten werden, können darüber hinaus die jeweils entsprechenden Oberflächen als Oberfläche oder rückwärtige Oberfläche dienen.

Nachstehend werden die technischen Grundlagen der Erfindung erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Wie hier dargestellt wird ein Rohmaterial-Kunststoffilm 10 vorbereitet, in Form eines Bandes, welches in zwei Richtungen gestreckt wird, wobei die Herstellungsrichtung die Längsrich tung der Streckung und die Querrichtung die Querrichtung der Streckung ist. In der Figur bezeichnet MD die Herstellungs richtung oder Maschinenrichtung der Streckung, und TD die Querrichtung der Streckung. In dem Rohmaterial-Kunststoffilm 10 wird eine frei wählbare Standardlinie SL parallel zur Her stellungsrichtung der Streckung (MD) angenommen, und wird an genommen, daß zwei Bereiche, die geschnitten werden sollen, nämlich 2a und 4a von annähernd gleicher Form (in der Figur: Rechtecke) auf der Standardlinie liegen. Allerdings sind die beiden zu schneidenden Bereiche 2a und 4a zueinander ausge richtet, und befindet sich ein frei wählbarer Punkt des zu schneidenden Bereichs 2a und der entsprechende Punkt des zu schneidenden Bereichs 4a auf der Standardlinie SL. In der Figur werden die Zentrumspunkte der zu schneidenden Bereiche 2a und 4a als der frei wählbare Bereich des zu schneidenden Bereichs 2a und der Punkt des zu schneidenden Bereichs 4a, der diesem entspricht, gewählt. Zwei Kunststoffilme 2 und 4 werden aus den zu schneidenden Bereichen 2a und 4a ausge schnitten. Diese beiden Kunststoffilme 2 und 4 weisen Ober flächen 91 auf, welche sich in demselben Zustand befinden wie eine Oberfläche 91 des Rohmaterial-Kunststoffilms 10. Sie werden auf beide äußersten Schichten des Kunststoffilmlami nats aufgelegt, wobei die Oberfläche eines Kunststoffilms der rückwärtigen Oberfläche des anderen Films gegenüberliegt. Im einzelnen werden, wie in Fig. 2A gezeigt, beide Kunststoffilme 2 und 4 so angeordnet, daß die Oberfläche 91 des Kunst stoffilms 4 einer rückwärtigen Oberfläche 92 des Kunststoffilms 2 gegenüberliegt. Fig. 2B ist eine Schnittansicht von Fig. 2A, und Teile, die identisch mit jenen sind, die unter Bezugnahme auf Fig. 2A beschrieben wurden, werden in Fig. 2B durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. In den Fig. 1, 2A und 2B ist die metallische elektrische Schaltung nicht gezeigt.

Wenn festgelegt wird, wie zwei Kunststoffilme geschnitten werden sollen, die auf beide äußersten Schichten eines Kunst stoffilmlaminats aus einem Rohmaterial-Kunststoffilm aufge legt werden sollen, und weiterhin, wie die beiden Kunststoffilme angeordnet werden sollen, so können die beiden Kunst stoffilme in ihren wesentlichen physikalischen Eigenschaften aneinander angepaßt werden, nämlich bezüglich des Wärme schrumpfungsfaktors, des Koeffizienten der linearen Expan sion, des Zugspannungsmoduls usw. Daher kann das Ausmaß der Verformungen beider äußerster Schichten des Kunststoffilm laminats, welches eine flexible gedruckte Schaltung bildet, ausgeglichen werden, und wird das Auftreten einer Welligkeit unterdrückt, wenn sich die Art der Verformung der metallischen elektrischen Schaltung und der Kunststoffilme unterscheidet. Da sich die Flexibilität und die Standhaftigkeit der metal lischen elektrischen Schaltung und der Kunststoffilme nicht ändern, wird darüber hinaus die Flexibilität und Standhaftig keit der flexiblen gedruckten Schaltung ausreichend.

Bei einer konventionellen flexiblen gedruckten Schaltung hat sich herausgestellt, daß Kunststoffilme, die aus einem in zwei Richtungen gestreckten Rohmaterial-Kunststoffilm ausge schnitten wurden, dieselben physikalischen Eigenschaften in bezug auf den Koeffizienten der linearen Expansion usw. auf weisen. Allerdings hat der Erfinder mit weiteren Mitarbeitern eine gründliche Untersuchung der physikalischen Eigenschaf ten von Rohmaterial-Kunststoffilmen durchgeführt, und heraus gefunden, daß die bisherige Ansicht unzutreffend ist. Nach den von dem Erfinder und seinen Mitarbeitern herausgefundenen Ergebnissen unterscheidet sich nämlich von einem Teil des Kunststoffilms zu einem anderen der Rohmaterial-Kunststoffilm in seinen physikalischen Eigenschaften bezüglich des Koeffizienten der linearen Expansion usw. Ein möglicher Grund hierfür liegt darin, daß angelegte mechanische Spannungen, wenn der Rohmaterial-Kunststoffilm gestreckt wird, sich in Abhängigkeit von dem betreffenden Abschnitt des Rohmaterial- Kunststoffilms ändern. Der Erfinder und seine Mitarbeiter haben darüber hinaus die physikalischen Eigenschaften unter sucht und herausgefunden, daß sich die physikalischen Eigen schaften in Querrichtung des Rohmaterial-Kunststoffilms in Form eines Bandes wesentlich ändern, sich jedoch nur in der Herstellungsrichtung des Rohmaterial-Kunststoffilms wenig ändern. Auf der Grundlage dieser Erkenntnis haben der Erfin der und seine Mitarbeiter das Schneidverfahren und das Anord nungsverfahren entwickelt, die voranstehend geschildert wur den.

Weiterhin wird von der metallischen elektrischen Schaltung verlangt, daß sie eine Komponente der plastischen Verformung von 0,0003 (mm/mm) oder mehr bei der vorliegenden Erfindung aufweist. Dieser numerische Wert ist ein wesentlicher Wert, der von dem Erfinder und seinen Mitarbeitern herausgefunden wurde, aus der Beziehung zwischen zwei Kunststoffilmen, die als die beiden äußersten Schichten eines Kunststoffilmlaminats verwendet werden, also wesentlich zusätzlich zu den Eigen schaften der Flexibilität und Standhaftigkeit einer flexiblen gedruckten Schaltung.

Nachstehend wird eine weitere Überlegung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung erläutert.

Zur Lösung des Problems des Auftretens einer Welligkeit bei flexiblen gedruckten Schaltungen haben der Erfinder und seine Mitarbeiter zuerst eine gründliche Untersuchung der Ursachen für das Hervorrufen einer Welligkeit flexibler gedruckter Schaltungen durchgeführt. Hierbei haben der Erfinder und sei ne Mitarbeiter herausgefunden, daß das Auftreten einer Wel ligkeit durch die Differenz des linearen Expansionskoeffizien ten zwischen Kunststoffilmen hervorgerufen wird. Wenn ver schiedene Materialien zusammenlaminiert werden, so läßt sich leicht vorstellen, daß eine Verwerfung (eine Welligkeit) auf tritt, da sich ihr Koeffizient der linearen Expansion unter scheidet. Normalerweise verwenden flexible gedruckte Schal tungen Kunststoffilme (beispielsweise einen Basisschichtfilm und einen Deckschichtfilm), die aus demselben Material beste hen, und daher hat man bislang angenommen, daß sich die aus demselben Material hergestellten Kunststoffilme nicht bezüg lich des Koeffizienten der linearen Expansion unterscheiden. Der Erfinder und seine Mitarbeiter haben jedoch tatsächlich genau Koeffizienten der linearen Expansion gemessen und her ausgefunden, daß sich die Kunststoffilme jeder flexiblen gedruckten Schaltung bezüglich des Koeffizienten der linearen Expansion unterscheiden. Diese Tatsache war auf dem Gebiet der flexiblen gedruckten Schaltungen unbekannt, bis sie von dem Erfinder und seinen Mitarbeitern ermittelt wurde.

Der Erfinder und seine Mitarbeiter haben weitere Untersuchun gen durchgeführt, um den Unterschied des linearen Expansions koeffizienten zu untersuchen, und haben herausgefunden, daß jeder in zwei Richtungen gestreckte Kunststoffilm, der bei einer flexiblen gedruckten Schaltung eingesetzt wird, eine Anisotropie seines Koeffizienten der linearen Expansion zeigt. Hierbei wird ein vorbestimmter Basispunkt P auf der Filmober fläche des Kunststoffilms festgelegt, und wird der Koeffizient der linearen Expansion in der Richtung eines Winkels θ in bezug auf die Achse der Herstellungsrichtung oder Maschinen richtung der Streckung des Kunststoffilms gemessen, welche so durch den Basispunkt P geht, daß der Basispunkt P das Zentrum bildet. Andererseits wird ein Koordinatensystem festgelegt, bei welchem die Achse der Bearbeitungsrichtung der Streckung des Kunststoffilms als Y-Achse festgelegt wird, und die Achse der Querrichtung der Streckung des Kunststoffilms als X-Achse. In diesem Koordinatensystem wird der Schnittpunkt der X- und Y-Achse als der Basispunkt P bei der Messung des linearen Ex pansionskoeffizienten festgelegt, und wird die Größe des Meß wertes des linearen Expansionskoeffizienten als Entfernung r gegenüber dem Basispunkt P festgelegt, und dann wird der Punkt der Spitze dieser Entfernung r in Richtung des Meßwinkels θ in bezug auf die Y-Achse aufgetragen. Er wird mehrfach dadurch aufgetragen, daß der Meßwinkel θ geändert wird, und es wird eine Untersuchungslinie über Richtungen in allen 360° mit dem Basispunkt P als Zentrum gezogen, um so durch frei wählbare Punkte unter den aufgetragenen Punkten zu gelangen. Dann er gibt sich eine Ellipse, wie in Fig. 3 gezeigt. In dieser Figur bezeichnet MD die Achse der Bearbeitungsrichtung der Streckung (Y-Achse), und bezeichnet TD die Achse der Quer richtung der Streckung (X-Achse). Der durchgezogene Pfeil A bezeichnet die Kristallorientierungs-Hauptachse des Kunst stoffilms, und der gestrichelte Pfeil B bezeichnet die Kri stallorientierungs-Unterachse des Kunststoffilms. Hierbei ist θ ein Meßwinkel des linearen Expansionskoeffizienten in bezug auf MD. r bezeichnet die Größe des linearen Expan sionskoeffizienten, stellt also eine Entfernung gegenüber dem Basispunkt P dar, und weist eine Spitze auf, die mit O bezeichnet ist. Eine derartige Darstellung (Plot) wird als Polarkoordinatendarstellung bezeichnet. Wie man aus der Ellip se sieht, die sich bei der Polarkoordinatenauftragung ergibt (vgl. Fig. 3), wird normalerweise die Kristallorientierungs- Hauptachse des Kunststoffilms (Pfeil A) zu einer Richtung, die gegenüber der Bearbeitungsrichtung der Streckung (MD) geneigt ist, und ändern sich die Koeffizienten der linearen Expansion in Abhängigkeit von der Richtung (Anisotropie), infolge der Anisotropie der Kristallorientierung. Daraus er gibt sich, daß die Untersuchungslinie der Koeffizienten der linearen Expansion des in zwei Richtungen gestreckten Kunst stoffilms eine Ellipse darstellt.

Als nächstes ergibt sich, wie in Fig. 4 gezeigt, wenn Ellip sen auf Koordinaten, die für zwei gestreckte Kunststoffilme definiert werden, die aus demselben Material bestehen, so überlappt werden, daß sie bezüglich ihres Zentrumspunkts und der Koordinatenachsen übereinstimmen, daß sich die beiden Kunststoffilme bezüglich der Kristallorientierungsrichtung und des Koeffizienten der linearen Expansion in gewissen Tei len (Richtungen) unterscheiden. Normalerweise wird ein Roh materialfilm in zwei Richtungen gestreckt, und aus diesem Film werden Kunststoffilme, die bei einer flexiblen gedruck ten Schaltung verwendet werden sollen, in vorbestimmten Ab messungen ausgeschnitten. Der Grund dafür, daß sich die aus demselben Material hergestellten Kunststoffilme bezüglich des linearen Expansionskoeffizienten unterscheiden, kann daran liegen, daß sich die Spannung, die angelegt wird, wenn der Kunststoffilm in zwei Richtungen gestreckt wird, von einem Teil des Kunststoffilms zu einem anderen Teil hin ändert.

Der Erfinder und seine Mitarbeiter untersuchten ein Verfah ren zum Steuern der Differenz der Eigenschaften bezüglich des linearen Expansionskoeffizienten zwischen den Kunststoffilmen, die man erhält, wenn durch Polarkoordinatenauftrag erhaltene Ellipsen überlappt werden, und zum Unterdrücken des Auftretens einer Welligkeit bei flexiblen gedruckten Schaltungen. Hierbei kamen der Erfinder und seine Mitarbeiter auf die Idee, Indices des Maximalwertes der Differenz des linearen Expansionskoeffizienten (Δα) sowie die Gesamtfläche von Abschnitten zu verwenden, in welchen die Ellipsen nicht überlappen (C), und führten verschiedene Untersuchungen auf der Grundlage dieser Vorstellung durch. Hierbei haben der Erfinder und seine Mitarbeiter herausgefunden, daß das Auf treten einer Welligkeit der flexiblen gedruckten Schaltung unterdrückt wird, wenn der Maximalwert der Differenz (Δα) der Eigenschaften bezüglich der linearen Expansion, die sich ergibt, wenn Ellipsen überlagert werden, die für zwei Kunst stoffilme erzeugt werden, die auf den beiden äußersten Schich ten liegen, von zwei oder mehr laminierten Kunststoffilmen, welche eine flexible gedruckte Schaltung bilden, kleiner oder gleich 1,4×10^-5 (1/°C) ist. Weiterhin haben der Erfinder und seine Mitarbeiter herausgefunden, daß das Auftreten einer Welligkeit bei der flexiblen gedruckten Schaltung ebenfalls unterdrückt wird, wenn die Gesamtfläche der Abschnitte, in welchen sich die Ellipsen nicht überlappen, wenn sie anson sten überlappend angeordnet werden (C), auf kleiner oder gleich 6,5×10^-10 ((1/°C)×(1/°C)) eingestellt wird.

Wesentlich ist in diesem Zusammenhang, daß nur die beiden Kunststoffilme, die auf den beiden äußersten Schichten lami nierter Kunststoffilme angeordnet sind, welche die flexible gedruckte Schaltung bilden, zumindest eine der beiden voran stehend genannten Bedingungen erfüllen müssen. Ein Kunst stoffilm, der sich in einer Zwischenschicht befindet, muß da her in dieser Hinsicht nicht berücksichtigt werden.

Als nächstes werden Ausführungsformen der Versuchsergebnis se, aus welchen sich die vorbestimmten Werte ergaben, in den Diagrammen der Fig. 5 und 6 dargestellt. Bei den Versuchen wurde das Ausmaß der Welligkeit durch das voranstehend ge schilderte Verfahren gemessen, und wurden die Koeffizienten der linearen Expansion mittels TMA gemessen (thermomechani sche Untersuchung). Der Maximalwert der Differenz (Δα) des linearen Expansionskoeffizienten und die Gesamtfläche von Abschnitten, in welchen sich Ellipsen nicht überlappen (C), wurden durch ein nachstehend noch genauer erläutertes Verfah ren bestimmt.

Das Diagramm von Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen dem Ver hältnis des Ausmaßes der Welligkeit und der Länge (Wellig keitsgrad (%)) und dem Maximalwert der Differenz (Δα) des linearen Expansionskoeffizienten. Hierbei zeigt sich, daß diese beiden Größen in einer linearen Beziehung stehen, und daß der Maximalwert der Differenz (Δα) des linearen Expan sionskoeffizienten, bei welchem das Auftreten einer Wellig keit verläßlich unterdrückt ist (das Ausmaß der Welligkeit 5% oder weniger beträgt) gleich 1,4×10^-5 (1/°C) ist.

Andererseits zeigt das Diagramm von Fig. 6 die Beziehung zwischen dem Verhältnis des Ausmaßes der Welligkeit und der Länge (Welligkeitsgrad (%)) und der Gesamtfläche von Ab schnitten (C), in welchen Ellipsen nicht einander überlappen.

Hieraus ergibt sich, daß diese beiden Größen in der Bezie hung einer quadratischen Kurve stehen, und daß die Gesamt fläche der Abschnitte, in welchen sich Ellipsen nicht über lappen (C), bei welcher das Auftreten einer Welligkeit ver läßlich unterdrückt wird (der Welligkeitsgrad 5% oder weni ger beträgt) gleich 6,5×10^-10 ((1/°C)×(1/°C)) ist.

Die beiden Indexwerte für den Maximalwert der Differenz (Δα) des linearen Expansionskoeffizienten und der Gesamtfläche (C) von Abschnitten, in welchen sich Ellipsen nicht überlap pen, können und sollten gleichzeitig eingesetzt werden.

Weiterhin ist es bei der ersten Zielrichtung der vorliegen den Erfindung möglich, noch wirksamer das Auftreten einer Welligkeit dadurch zu unterdrücken, daß zumindest entweder der Maximalwert für die Differenz (Δα) des linearen Expan sionskoeffizienten oder die Gesamtfläche (C) von Abschnitten verwendet wird, in welchen sich Ellipsen nicht überlappen, in bezug auf die beiden äußersten Kunststoffilme.

Darüber hinaus sind gemäß der zweiten und dritten Zielrich tung der Erfindung die beiden äußersten Kunststoffilme so angeordnet, daß die Oberfläche eines Kunststoffilms und die rückwärtige Oberfläche eines anderen Kunststoffilms einander gegenüberliegen. In diesem Fall wird es möglich, Kunststoffilme für eine Deckschicht und für eine Basisschicht aus ei nem Material-Kunststoffilm auf solche Weise auszuschneiden, daß sie in dieselbe Richtung zeigen. Daher wird das Aus schneiden der Kunststoffilme bei den Herstellungsschritten für die flexible gedruckte Schaltung einfach. Wenn anderer seits die Oberfläche sowohl des einen als auch des anderen Kunststoffilms einander gegenüberliegen müssen, dann müs sen die Kunststoffilme aus symmetrischen Positionen in Quer richtung ausgeschnitten werden, so daß das Ausschneiden der Kunststoffilme schwierig ist. Wenn die Oberfläche eines Kunststoffilms und die rückwärtige Oberfläche eines anderen Kunststoffilms einander gegenüberliegen, so weisen die Ober fläche und die rückwärtige Oberfläche des Kunststoffilms deutlich unterschiedliche Eigenschaften bezüglich des Zu stands der Oberfläche (bzw. der rückwärtigen Oberfläche) in bezug auf die Benetzbarkeit, die Rauhigkeit und dergleichen auf, so daß sich die Oberfläche und die rückwärtige Oberflä che der flexiblen gedruckten Schaltung deutlich voneinander unterscheiden. Daher läßt sich erwarten, daß die Behandlung der flexiblen gedruckten Schaltung bei dem Verdrahtungsvor gang und dergleichen verbessert werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch darge stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen sich weitere Vorteile und Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2A und 2B eine Perspektivansicht bzw. eine Schnittan sicht, um zu zeigen, wie zwei Kunststoffilme bei der Ausführungsform der Erfindung überlappt werden sollen;

Fig. 3 ein Polarkoordinatendiagramm, welches eine Ellipse des linearen Expansionskoeffizienten eines in zwei Richtungen gestreckten Kunststoffilms darstellt;

Fig. 4 ein Polarkoordinatendiagramm der Überlappung zweier Ellipsen des linearen Expansionskoeffizienten;

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Maximalwert der Differenz des linearen Expan sionskoeffizienten und dem Ausmaß der Welligkeit;

Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Gesamtfläche von Abschnitten, an welchen sich Ellipsen des linearen Expansionskoeffizienten nicht überlappen, und dem Ausmaß der Welligkeit;

Fig. 7 ein Diagramm von Spannungsdehnungskurven (S-S-Kur ven) eines Materials;

Fig. 8 ein weiteres Diagramm von S-S-Kurven eines Mate rials;

Fig. 9 ein weiteres Diagramm von S-S-Kurven eines Mate rials;

Fig. 10 ein weiteres Diagramm von S-S-Kurven eines Mate rials;

Fig. 11 ein Diagramm von S-S-Kurven von zwei Metallfolien stücken;

Fig. 12A eine schematische Darstellung der größten Länge einer flexiblen gedruckten Schaltung, und

Fig. 12B eine Darstellung der Messung des Ausmaßes der Wel ligkeit bei einer flexiblen gedruckten Schaltung;

Fig. 13 eine Darstellung zur Erläuterung einer Ausführungs form der Flexibilitätsmessung bei einer flexiblen gedruckten Schaltung;

Fig. 14A eine Schnittansicht zur Darstellung eines Zustands, in welchem eine Klebeschicht auf einem Basisfilm hergestellt und dann eine Kupferfolie auf die Klebe schicht aufgelegt wird;

Fig. 14B eine Schnittansicht eines Zustands, in welchem die Kupferfolie zu einer elektrischen Schaltung ausge formt wird;

Fig. 14C eine Schnittansicht zur Darstellung eines Zustands, in welchem Kunststoffilme für eine Basisschicht und eine Deckschicht zusammenlaminiert werden;

Fig. 14D eine Schnittansicht des Aufbaus einer auf diese Weise hergestellten flexiblen gedruckten Schaltung;

Fig. 15 eine Darstellung einer Ausführungsform einer Wärme presse bei dem in den Fig. 14A bis 14D dargestell ten Herstellungsverfahren;

Fig. 16 eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer flexiblen gedruckten Schaltung;

Fig. 17A eine Schnittansicht eines Basisschicht-Kunststoffilms;

Fig. 17B eine Schnittansicht eines Zustands, in welchem eine Klebeschicht auf dem Basisschicht-Kunststoffilm hergestellt wird;

Fig. 17C eine Schnittansicht eines Zustands, in welchem eine Zugspannung angelegt wird, wenn ein Dünnfilm aus Metall auf der Klebeschicht ausgebildet wird;

Fig. 17D eine Schnittansicht eines Zustands, in welchem eine Zugspannung angelegt wird, wenn der Dünnfilm aus Metall zu einer metallischen elektrischen Schaltung ausgebildet wird;

Fig. 17E eine Schnittansicht eines Zustands, in welchem eine Welligkeit in einem Laminat aus dem Kunst stoffilm und der metallischen elektrischen Schal tung auftritt

Fig. 18 eine Darstellung des Zustands des Ausschneidens von Kunststoffilmen aus einem Rohmaterialfilm bei einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 19 ein Diagramm von S-S-Kurven eines allgemeinen Kunststoffilms;

Fig. 20 ein Diagramm von S-S-Kurven eines Kunststoffilms, der bei einer Ausführungsform der Erfindung verwen det wird;

Fig. 21 ein Diagramm von S-S-Kurven einer Kupferfolie, die bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;

Fig. 22 eine Darstellung eines Zustands des Ausschneidens von Kunststoffilmen aus einem Rohmaterialfilm zum Vergleich;

Fig. 23 ein Polarkoordinatendiagramm der Überlappung von zwei Ellipsen des linearen Expansionskoeffizienten bei Ausführungsformen der Erfindung;

Fig. 24 ein Polarkoordinatendiagramm der Überlappung von zwei Ellipsen des linearen Expansionskoeffizienten zu Vergleichszwecken

Fig. 25 ein Polarkoordinatendiagramm der Überlappung von zwei Ellipsen des linearen Expansionskoeffizienten bei Ausführungsformen der Erfindung;

Fig. 26 ein Polarkoordinatendiagramm der Überlappung von zwei Ellipsen des linearen Expansionskoeffizienten zu Vergleichszwecken

Fig. 27 ein Polarkoordinatendiagramm der Überlappung von drei Ellipsen des linearen Expansionskoeffizienten bei Ausführungsformen der Erfindung;

Fig. 28 ein Polarkoordinatendiagramm der Überlappung von drei Ellipsen des linearen Expansionskoeffizienten zu Vergleichszwecken;

Fig. 29 eine Schnittansicht eines Zustands der Herstellung einer flexiblen gedruckten Schaltung mit drei zu sammenlaminierten Kunststoffilmschichten; und

Fig. 30 eine Schnittansicht des Aufbaus einer flexiblen gedruckten Schaltung mit drei laminierten Kunst stoffilmschichten.

Nachstehend erfolgt eine Erläuterung der Erfindung mit weite ren Einzelheiten.

Eine flexible gedruckte Schaltung gemäß der Erfindung weist zwei Kunststoffilme 2 und 4 auf, die so wie in Fig. 16 ge zeigt aufeinander laminiert werden. Der Kunststoffilm 2 ist ein Kunststoffilm 2 für eine Deckschicht, und der Kunststoffilm 4 ist ein Kunststoffilm für eine Basisschicht.

Als Kunststoffilmarten lassen sich beispielsweise ein Poly imidfilm, ein Polyethernitrilfilm, ein Polyethersulfonfilm, ein Polyethylenterephthalatfilm, ein Polyvinylchloridfilm und ein Polyethylennaphthalatfilm nennen, wobei der Polyethy lenterephthalatfilm, der Polyethylennaphthalatfilm und der Polyimidfilm wesentlich vorgezogen werden, wenn man die Hitze beständigkeit, die Stabilität der Abmessungen, die elektri schen Eigenschaften, die Eigenschaften in bezug auf mechani sche Festigkeit, die chemische Beständigkeit, Kosten und der gleichen berücksichtigt. Der Kunststoffilm ist normalerweise 0,01 bis 0,3 mm dick, und bevorzugt 0,025 bis 0,125 mm dick. Hierbei ist vorzugsweise die Dicke der beiden Kunststoffilme gleich, welche die beiden äußersten Schichten bilden, um das Auftreten einer Welligkeit zu verhindern.

Geeignete Werte für die Streckung sind eine Streckung des in zwei Richtungen gestreckten Kunststoffilms im allgemeinen um das 1,5- bis 15-fache, vorzugsweise das 2- bis 9-fache, in Bearbeitungs- oder Herstellungsrichtung, sowie um das 3- bis 8-fache in Querrichtung.

Wie voranstehend erläutert müssen die beiden Kunststoffilme 2 und 4 zumindest eine der drei folgenden Bedingungen erfül len, nämlich daß die beiden Kunststoffilme 2 und 4 aus einem Kunststoff-Rohmaterialfilm ausgeschnitten werden, der in zwei Richtungen auf die voranstehend angegebene Weise gestreckt wird, wobei dann, wenn Ellipsen des Koeffizienten der linearen Expansion überlappt werden, der Maximalwert der Differenz (Δα) des linearen Expansionskoeffizienten kleiner oder gleich 1,4× 10^-5 (1/°C) betragen soll, und daß die Gesamtfläche (C) der Abschnitte, in welchen keine Überlappung stattfindet, kleiner oder gleich 6,5×10^-10((1/°C)×(1/°C)) sein sollte.

Das Meßverfahren für den Koeffizienten der linearen Expansion ist ein direktes Meßverfahren, TMA, und es kann auch ein Meß verfahren für die Ultraschallausbreitungsgeschwindigkeit ein gesetzt werden, welches von den vorliegenden Erfindern ent wickelt wurde. Der Zugspannungsmodul und die Ultraschallaus breitungsgeschwindigkeit bei dem Kunststoffilm stehen nämlich in enger Beziehung zueinander, und der Zugspannungsmodul kann als Anzeigewert für den Koeffizienten der linearen Expansion verwendet werden. Daher kann der Koeffizient der linearen Expansion eines vorbestimmten Abschnitts des Kunststoffilms dadurch gemessen werden, daß die Ultraschallausbreitungsge schwindigkeit mittels SST gemessen wird (SST: Sonic Sheet Tester; Nomura Shoji Corporation). Das Verfahren unter Verwen dung der Ultraschallausbreitungsgeschwindigkeiten erfordert nur eine extrem kurze Meßzeit von etwa 2 Minuten, verglichen mit dem TMA-Verfahren, weist im wesentlichen dieselbe Meß genauigkeit auf, und hat den Vorteil, daß keine speziellen Kenntnisse erforderlich sind. Die Meßtemperatur bei der SST-Messung beträgt vorzugsweise etwa 23°C ± 2°C.

Die voranstehend erwähnte Differenz (Δα) des linearen Expan sionskoeffizienten kann man folgendermaßen erhalten: Zuerst wird eine Ellipse des linearen Expansionskoeffizienten für einen Kunststoffilm durch eine Polarkoordinatenauftragung nach der voranstehend geschilderten Vorgehensweise (siehe Fig. 3) erzeugt. Der Radius r der Ellipse läßt sich darstellen als Funktion des Meßwinkels θ (rad) für den linearen Expansions koeffizienten, wie in dem nachstehend Ausdruck (5). In dem Ausdruck (5) bezeichnet ξ eine Exzentrizität, die durch den nachstehenden Ausdruck (6) festgelegt ist. a ist der Radius der langen Achse der Ellipse und nimmt den Maximalwert für r an (rmax). Andererseits ist b der Radius der kurzen Achse der Ellipse und wird zum Minimalwert für r (rmin).

Hierbei ist
a der Radius der langen Achse der Ellipse (Maximalwert für r; rmax), und
b der Radius der kurzen Achse der Ellipse (Minimalwert für r; rmin).

Nimmt man an, daß die Radien der Ellipsen von zwei Kunststoffilmen 2 und 4, die auf den beiden äußersten Schichten ange ordnet sind, gleich r1 und r2 sind, so läßt sich die Diffe renz (Δα) des linearen Expansionskoeffizienten durch folgen den Ausdruck darstellen (7):

Δα = Δα(θ) = |r₁(θ)-r₂(θ)| (7).

Wie aus dem Ausdruck (7) hervorgeht, erfolgt ein Vergleich von 0 bis 360° (0 bis 2 πrad) in bezug auf den Meßwinkel θ, und der Maximalwert ist der Maximalwert (Δαmax) der Differenz (Δα) des linearen Expansionskoeffizienten zwischen den beiden Kunststoffilmen. Der Maximalwert (Δαmax) kann auch dadurch erhalten werden, daß ein Computer eingesetzt wird, in welchen die Ausdrücke (5), (6) und (7) einprogrammiert werden.

Andererseits kann man die Gesamtfläche (C) von Abschnitten, in welchen sich die Ellipsen nicht überlappen, beispielsweise aus dem Summenausdruck (8) erhalten werden, welche eine der Approximationen der Beziehung (3) zur Bestimmung der Fläche (C) darstellt. Allerdings kann die Beziehung (3) auch durch andere Ausdrücke approximiert werden.

wobei m = (2π/Δθ) ist.

Die metallische elektrische Schaltung 3 wird in dem Kunst stoffilm 4 ausgebildet, der als Basisschicht verwendet wird. Als dieses Metall kann ein Metall wie etwa Kupfer, Gold, Edelstahl oder Aluminium verwendet werden, oder eine Legie rung, welche zusätzlich zu diesem Metall Be, Ni, Co, Ag, Pb, Cr, usw. enthält. Derartige Metalle oder Legierungen umfassen auch solche, die unvermeidlich einen Mischungsanteil eines Nichtmetallelements enthalten, beispielsweise C oder O. Da eine Kupferlegierung (Elektrolytzähkupfer mit mehr als 99,9% Cu, 0,0002 bis 0,06% O₂, Ag, usw.) hervorragende mechani sche Eigenschaften in bezug auf die Festigkeit, den Zugspan nungsmodul, in bezug auf elektrische Eigenschaften wie bei spielsweise die Leitfähigkeit, usw., und in bezug auf die Kosten aufweist, wird diese vorzugsweise verwendet und im allgemeinen eingesetzt.

Gemäß der Erfindung muß, wenn eine Spannungsbelastung aus geübt wird, bis die Dehnung den Wert 0,002 (mm/mm) annimmt, die metallische elektrische Schaltung 3 eine Komponente der plastischen Verformung von 0,0003 (mm/mm) oder mehr aufwei sen, wie voranstehend bereits erwähnt. Die metallische elek trische Schaltung mit derartigen physikalischen Eigenschaf ten kann dadurch ausgebildet werden, daß die Art des Metalls oder der Legierung auf geeignete Weise ausgesucht wird. Wenn eine Spannungsbelastung ausgeübt wird, bis die Dehnung den Wert von 0,002 (mm/mm) annimmt, ist der normale Bereich für die Komponente der plastischen Verformung 0,0003 bis 0,0015, und bevorzugt 0,0004 bis 0,0010.

In diesem Zusammenhang werden die Komponente der plastischen Verformung und die Flexibilität einer metallischen elektri schen Schaltung anhand des Beispiels einer Metallfolie als Ausführungsform diskutiert.

Fig. 11 zeigt S-S-Kurven einer Metallfolie A und einer Metall folie B, welche sich bezüglich der Komponente der plastischen Verformung unterscheiden. In der Figur ist a die Komponente der plastischen Verformung (Ausmaß der plastischen Verformung) der Metallfolie A, wenn eine Spannungsbelastung einwirkt und dann wieder entfernt wird, b ist die Komponente der plasti schen Verformung (Ausmaß der plastischen Dehnung) der Metall folie B, wenn eine Spannungsbelastung einwirkt und dann wie der entfernt wird, und c ist das Dehnungsausmaß (Verformungs ausmaß), wenn eine Spannungsbelastung auf die Metallfolie A, B einwirkt. In der Figur ist die Richtung, in welcher die Dehnungsbelastung einwirkt (Hinweg) durch den durchgezogenen Pfeil angedeutet, und ist die Richtung, in welcher die Deh nungsbelastung entfernt wird (Rückweg) durch den gestrichelten Pfeil angedeutet. Aus der Figur geht hervor, daß dann, wenn die Metallfolie A und die Metallfolie B mit demselben Betrag der Dehnung (Verformungsbetrag) verglichen werden, die von der Metallfolie erzeugte Spannung desto kleiner ist, je klei ner das Ausmaß der plastischen Verformung ist. Die von der Metallfolie erzeugte Spannung tritt als Reaktion auf die Spannungsbelastung auf, welche auf die Metallfolie einwirkt, um sie zu verformen; daß sie klein ist bedeutet, daß die ent sprechende Metallfolie eine hervorragende Flexibilität auf weist. Wenn in der Figur das Ausmaß der Dehnung S (mm/mm) beträgt, so ist die Spannung der Metallfolie A gleich α und jene der Metallfolie B gleich β; die Spannung ist größer als die Spannung α (β < α). Die Komponente a der plastischen Ver formung der Metallfolie A ist größer als die Komponente b der plastischen Verformung der Metallfolie B. Daher weist die Me tallfolie A mit der größeren Komponente der plastischen Ver formung eine bessere Flexibilität auf als die Metallfolie B mit der kleineren Komponente der plastischen Verformung.

Voranstehend wurde die Beziehung zwischen der Komponente der plastischen Verformung und der Flexibilität anhand der Me tallfolie als Beispiel erläutert. Wenn die Metallfolie auf einem Kunststoffilm fest haftend aufgebracht wird, um eine elektrische Schaltung auszubilden, gilt die voranstehend ge schilderte Beziehung. Wenn beispielsweise ein Dünnfilm aus Metall statt der Metallfolie auf einem Kunststoffilm durch ein elektrisches Plattierungsverfahren, ein Sputterverfahren oder dergleichen hergestellt wird, um eine elektrische Schal tung auszubilden, so gilt die voranstehend erwähnte Bezie hung ebenfalls.

Zum Vergleich sind S-S-Kurven eines üblichen Kunststoffilms in dem Diagramm von Fig. 19 gezeigt, wobei der durchgezogene Pfeil die Richtung eines Pfades mit zunehmender Spannung (Hinweg) bezeichnet, und der gestrichelte Pfeil die Richtung eines Pfades mit abnehmender (weggenommener) Spannung (Rück weg) angibt. Aus der Figur geht hervor, daß die S-S-Kurven des Kunststoffilms im wesentlichen Linien sind, und daß dann, wenn eine Spannungsbelastung einwirkt und dann weggenommen wird, der Kunststoffilm im wesentlichen zur ursprünglichen Länge zurückkehrt, und eine Komponente der plastischen Ver formung aufweist, die praktisch gleich 0 ist. Dies bedeutet, daß im Gegensatz zu der metallischen elektrischen Schaltung der Kunststoffilm eine extrem kleine Komponente der plasti schen Verformung aufweist, und daß seine Verformung im we sentlichen eine elastische Verformung ist.

Nunmehr wird die flexible gedruckte Schaltung unter Verwen dung des voranstehend geschilderten Materials so hergestellt, wie dies in den Fig. 14A bis 14D gezeigt ist.

Zuerst wird, wie in Fig. 14A gezeigt, eine Klebeschicht 8 aus der Oberfläche des Kunststoffilms 4 für die Basisschicht ausgebildet, beispielsweise durch Aufbringen eines Klebers auf den Kunststoffilm 4, und nachfolgendes Trocknen, oder durch Aufbringen eines Klebers, der auf einem Trennmittel angebracht ist, auf den Kunststoffilm 4 und nachfolgendes Entfernen des Trennmittels. Dann wird ein Dünnfilm 3a aus Metall auf der Klebeschicht 8 ausgebildet, beispielsweise durch Auflegen einer Metallfolie, etwa einer Kupferfolie, auf die Klebeschicht 8 und einen Rollenlaminiervorgang. Der Metalldünnfilm 3a kann auch durch ein Elektroplattierungs verfahren oder ein Sputterverfahren hergestellt werden, wo bei er dann direkt auf dem Kunststoffilm 4 ausgebildet wer den kann, ohne die Klebeschicht 8 vorzusehen. Wie in Fig. 14B gezeigt, wird ein bekanntes Verfahren, beispielsweise ein Druckvorgang, ein subtraktives oder additives Verfahren dazu verwendet, den Metalldünnfilm 3a so zu behandeln, daß die metallische elektrische Schaltung 3 als vorbestimmtes Schal tungsmuster ausgebildet wird. Weiterhin wird ein Kunststoffilm 2 für eine Deckschicht hergestellt, und wird eine Kle beschicht 8 auf der Oberfläche des Kunststoffilms 2 auf ähn liche Weise wie voranstehend geschildert hergestellt. Wenn die Klebeschicht 8 auf der rückwärtigen Oberfläche des Kunst stoffilms 4 für die Basisschicht ausgebildet wird, so wird die Klebeschicht 8 auf der rückwärtigen Oberfläche des Kunst stoffilms 2 für die Deckschicht hergestellt. Wie in Fig. 14C gezeigt, werden sowohl der Kunststoffilme 4 für die Basis schicht als auch der Kunststoffilm 2 für die Deckschicht so aufeinandergestapelt, daß ihre Oberflächen einander gegen überliegen, und in diesem gestapelten Zustand zusammenlami niert (laminiert und verbunden), beispielsweise durch ein Quetschverfahren mit einer Wärmepresse, oder durch ein Lami nierverfahren, bei welchem zumindest Wärme oder Druck aus geübt wird, nachdem durch Rollen und Laminieren zeitweilig gequetscht wurde. Das Verfahren und die Bedingungen für das Laminieren werden auf geeignete Weise entsprechend den Arten der Kunststoffilme, der Kleber, usw. festgelegt.

Fig. 15 zeigt eine Ausführungsform des Quetschverfahrens mit einer Wärmepresse. In der Figur werden zwei Wärmeplatten 11a und 11b an einem oberen bzw. unteren Ort so angeordnet, daß sie einander gegenüberliegen. Die obere Wärmeplatte 11a ist mit einer Trägerstange 12a gekuppelt und ortsfest. Die unte re Wärmeplatte 11b ist mit einem Antriebsabschnitt (nicht gezeigt) über eine Trägerstange 12b gekuppelt und kann sich nach oben und unten bewegen. Kunststoffilme 2 und 4 werden zwischen der oberen und unteren Wärmeplatte 11a bzw. 11b in einem Zustand angeordnet, in welchem eine Klebeschicht 8 und eine metallische elektrische Schaltung 3 einander gegenüber liegen. In diesem Zustand wird der Antriebsabschnitt betä tigt, um die untere Wärmeplatte 11b in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung nach oben zu bewegen, wodurch die Kunststoffilme 2 und 4 zusammengequetscht und mit der dazwi schenliegenden metallischen elektrischen Schaltung 3 zusam menlaminiert werden.

Auf diese Weise kann die flexible gedruckte Schaltung herge stellt werden, wie sie in Fig. 14D oder 16 gezeigt ist. Hier bei könnte eine Welligkeit auftreten, wenn die metallische elektrische Schaltung 3 auf dem Kunststoffilm 4 als Basis schicht ausgebildet wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Welligkeit dadurch unterdrückt, daß der Kunst stoffilm für die Deckschicht laminiert wird, so daß die fle xible gedruckte Schaltung eben ist. Die Druck- und Tempera turbedingungen, die bei dem Quetschverfahren und dem Rollen laminierverfahren beim Laminieren gemeinsam sind, betragen normalerweise 40°C bis 300°C, 1 bis 100 kg/cm², und bevor zugt 50°C bis 200°C, 8 bis 70 kg/cm².

Bei der voranstehend geschilderten Erfindung besteht das grundlegendste Verfahren darin, die Koeffizienten der linea ren Expansion für jeden Kunststoffilm zu messen, und eine Polarkoordinatenauftragung zur Erzeugung einer Ellipse des linearen Expansionskoeffizienten durchzuführen, um zu über prüfen, ob zumindest eine der Bedingungen für den Maximal wert der Differenz des linearen Expansionskoeffizienten oder der Bedingungen für die Gesamtfläche von Abschnitten erfüllt ist oder nicht, in welchen sich die Ellipsen nicht überlap pen; jedoch ist dies nicht praktisch. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit haben der Erfinder und seine Mitarbeiter das folgende Verfahren aus Kenntnissen entwickelt, die durch Untersuchung der Eigenschaften bezüglich des linearen Expan sionskoeffizienten von Rohmaterial-Kunststoffilmen erlangt wurden.

Bei dem wie ein Band geformten Rohmaterial-Kunststoffilm wird vorher ein Bereich untersucht, der zumindest eine der beiden Bedingungen erfüllt, welche die Koeffizienten der linearen Expansion betreffen, und werden aus diesem Bereich ein Deckschicht-Kunststoffilm 2 und ein Basisschicht-Kunst stoffilm 4 ausgeschnitten.

Fig. 18 zeigt ein Beispiel für die Eigenschaften bezüglich des linearen Expansionskoeffizienten in Richtung der Breite eines in zwei Richtungen gestreckten Rohmaterial-Kunststoffilms 5, der bandförmig ist. In der Figur ist der Rohmate rial-Kunststoffilm 5 in acht bandförmige Teile aufgeteilt, parallel zur Maschinenrichtung oder Herstellungsrichtung (MD-Richtung), und die Teile werden durch Relativpositionen (-4, -3, -2, -1, 1, 2, 3 und 4) repräsentiert, mit einer Zen trumslinie CL parallel zur Maschinenrichtung (MD-Richtung) als Bezugsgröße. Ellipsen für den linearen Expansionskoeffi zienten sind in den Teilen dargestellt, und Kristallorien tierungs-Hauptachsen sind durch gestrichelte Pfeile angedeu tet. MD bezeichnet die Maschinenrichtung der Streckung, und TD bezeichnet die Querrichtung der Streckung. Wie aus Fig. 18 hervorgeht, verschiebt sich, wenn das Teil des Rohmaterial- Kunststoffilms 5 von der Zentrumslinie CL abweicht, dessen zugehörige Kristallorientierungs-Hauptachse gegenüber der Maschinenrichtung der Streckung. In der Figur zeigen die Tei le nahe der Zentrumslinie CL des Rohmaterial-Kunststoffilms (-3, -2, -1, 1, 2 und 3) keine starke Differenz des linearen Expansionskoeffizienten und erfüllen zumindest eine der bei den voranstehend angegebenen Bedingungen. Wenn daher die Teile an den Relativpositionen (-3) bis (-1) als Deckschicht schneideteile verwendet werden, und die Teile an Relativposi tionen (1) bis (3) als Basisschichtschneideteile verwendet werden, und zwei in diesem Bereich ausgeschnittene Kunststoffilme vereinigt werden, und auf die beiden äußersten Schich ten aufgebracht werden, wobei die Oberfläche eines Kunststoffilms der rückwärtigen Oberfläche des anderen Kunststoffilms gegenüberliegt, um eine flexible gedruckte Schaltung herzu stellen, wird das Auftreten einer Welligkeit unterdrückt. Fig. 18 zeigt eine Kombination eines Deckschicht-Kunststoffilms, der aus der Relativposition (-3) ausgeschnitten ist, und eines Basisschicht-Kunststoffilms, der aus der Relativ position (2) ausgeschnitten ist.

Die Aufteilung des Rohmaterial-Kunststoffilms ist als Aus führungsbeispiel dargestellt; dies wird auf geeignete Weise durch die Abmessungen, das Ausmaß, usw. des Rohmaterial- Kunststoffilms festgelegt. Beispielsweise für einen Rohmate rial-Kunstoffilm mit einer Breite von 2 bis 6 m wird, wenn die Unterteilungsbreite (Breite des Bandes) auf 200 bis 1000 mm eingestellt wird, die Anzahl an Unterteilungen gleich 6 bis 10. Wenn beispielsweise der Rohmaterial-Kunststoffilm eine Breite von 2 m aufweist, so kann er in 10 Teile (Unter teilungen) unterteilt werden, wobei die Unterteilungsbreite (die Breite des Bandes) auf 200 mm eingestellt ist. Wenn der Rohmaterial-Kunststoffilm 6 m breit ist, so kann er in sechs Teile (Unterteilungen) unterteilt werden, wobei die Untertei lungsbreite (die Breite des Bandes) auf 1000 mm eingestellt ist. Ist beispielsweise der Rohmaterial-Kunststoffilm 5 m breit, so wird er vorzugsweise in zehn Teile (Unterteilungen) aufgeteilt, wobei die Unterteilungsbreite (die Breite des Bandes) auf 500 mm eingestellt wird, um die Bearbeitbarkeit zu erleichtern.

Daher werden die Ellipsen des linearen Expansionskoeffizien ten der Teile eines Rohmaterialfilms vorher untersucht, wer den die Eigenschaften bezüglich des linearen Expansionskoef fizienten erfaßt und standardisiert, und werden die vorbe stimmten Teile des Rohmaterialfilms abgetrennt, welche zumin dest eine der beiden voranstehend genannten Bedingungen er füllen. Hierbei kann der Maximalwert der Differenz des linea ren Expansionskoeffizienten und die Gesamtfläche von Abschnit ten, an welchen die Ellipsen sich nicht überlappen, auf einen vorbestimmten Wert oder niedriger eingestellt werden, ohne jedesmal dann, wenn ein Kunststoffilm ausgewählt wird, Ellip sen für den linearen Expansionskoeffizienten zu erzeugen. Dies führt dazu, daß der Herstellungswirkungsgrad für flexib le gedruckte Schaltungen mit unterdrücktem Auftreten der Wel ligkeit verbessert werden kann.

Voranstehend wurde das Herstellungsverfahren für die flexib len gedruckten Schaltungen gemäß der Erfindung anhand der Situation erläutert, daß zwei Kunststoffilme zusammenlami niert wurden. Allerdings ist die Erfindung hierauf nicht be schränkt, und läßt sich auch so einsetzen, daß drei oder mehr Kunststoffilme zusammenlaminiert werden. Wie voranstehend ge schildert müssen in diesem Fall nur zwei Kunststoffilme, die auf den beiden äußersten Schichten des Kunststoffilmlaminats aufgebracht sind, welches die flexible gedruckte Schaltung bildet, die vorbestimmten Bedingungen gemäß der Erfindung erfüllen, und muß der Kunststoffilm nicht berücksichtigt wer den, der sich in einer Zwischenschicht befindet.

Die Dicke der flexiblen gedruckten Schaltung gemäß der Erfin dung wird auf geeignete Weise durch den Einsatzzweck, usw. der flexiblen gedruckten Schaltung festgelegt, wird jedoch im all gemeinen auf 50 bis 800 um, bevorzugt 100 bis 600 um, einge stellt. Es gibt keine Einschränkung für die Form der flexib len gedruckten Schaltung; daher wird die flexible gedruckte Schaltung mit einer solchen Form hergestellt, wie sie am besten für den jeweiligen Einsatzzweck geeignet ist. Die Ab messungen der flexiblen gedruckten Schaltung sind ebenfalls nicht beschränkt; beispielsweise kann die flexible gedruckte Schaltung die voranstehend geschilderte größte Länge L (siehe Fig. 12A) im Bereich von 10 bis 1000 mm aufweisen, bevorzugt in dem Bereich von 30 bis 600 mm.

Die Flexibilität der flexiblen gedruckten Schaltungen gemäß der Erfindung wird auf der Grundlage ihrer Form oder ihres Einsatzzweckes bestimmt. Beispielsweise wird die Flexibili tät der flexiblen gedruckten Schaltungen, die rechteckförmig (bandförmig) sind, mit einem Druckprüfgerät gemessen, wie in Fig. 13 gezeigt ist. In dieser Figur ist mit 22 eine obere ortsfeste Platte bezeichnet, oberhalb welcher eine Lastzelle (Lastdetektor) 25 angeordnet ist, und ist eine untere beweg liche Platte 24, die sich zusammen mit einem Antriebsabschnitt (Linearmotor) 23 nach oben und unten bewegen kann, so angeord net, daß sie der unteren Seite der oberen festen Platte 22 gegenüberliegt. Zuerst wird eine flexible gedruckte Schaltung 1 zwischen der oberen festen Platte 22 und der unteren beweg lichen Platte 24 in einem solchen Zustand angeordnet, daß sie U-förmig in Horizontalausrichtung in Richtung der langen Sei te gebogen ist. Dann wird der Antriebsabschnitt 23 betätigt, um die untere bewegliche Platte 24 zum Heraufsteigen zu veranlassen, um die gebogene flexible gedruckte Schaltung 1 zusammenzudrücken, die sandwichartig zwischen der unteren be weglichen Platte 24 und der oberen ortsfesten Platte 22 ein geschlossen ist. Wenn die gebogene flexible gedruckte Schal tung 1 um einen vorbestimmten Betrag auf einen vorbestimmten Biegeradius R zusammengedrückt wird, wird eine Rückstoßkraft, die von der Lastzelle 25 erfaßt wird, gemessen, und wird die Flexibilität (Rückstoßkraft) aus dem nachstehend angegebenen Ausdruck (9) zur Bewertung berechnet. Da die Entfernung zwi schen der oberen ortsfesten Platte 22 und der unteren beweg lichen Platte 24 bei der Messung doppelt so groß wird wie der Biegeradius R der flexiblen gedruckten Schaltung 1, kann der Biegeradius aus der Entfernung berechnet werden.

Rückstoßkraft (g/cm) =
Rückstoßkraftmeßwert (g)/Länge der kurzen Seite (Breite) der flexiblen gedruckten Schaltung (cm) (9).

Die Flexibilität der flexiblen gedruckten Schaltung, die so gemessen wird, liegt normalerweise im Bereich der Rückstoß kraft von 2 g/cm, wenn der Biegeradius R = 5 mm ist, bis zur Rückstoßkraft von 600 g/cm, wenn der Biegeradius R = 15 mm ist, und liegt vorzugsweise im Bereich der Rückstoßkraft von 4 g/cm, wenn der Biegeradius R = 5 mm ist, bis zu einer Rück stoßkraft von 400 g/cm, wenn der Biegeradius R = 15 mm ist.

Das Flexibilitätsbewertungsverfahren wird bei rechteckigen, flexiblen gedruckten Schaltungen eingesetzt, kann jedoch auch bei flexiblen gedruckten Schaltungen mit anderer Form als Rechteckform verwendet werden. Beispielsweise bei einer fle xiblen gedruckten Schaltung, die im wesentlichen V-förmig ist, wie in Fig. 12A gezeigt, wird vorher ein vorbestimmtes Rechteck aus der flexiblen gedruckten Schaltung ausgeschnit ten, und wird die Flexibilität dieser Probe durch das vorher geschilderte Verfahren ermittelt, und dann kann das Ausschnei den zur vorbestimmten gewünschten Form erfolgen. Wenn hier bei die Form und die Abmessungen der Meßproben standardisiert werden, kann die Flexibilität objektiv bewertet werden.

Wie voranstehend erläutert, werden für die flexible gedruck te Schaltung gemäß der Erfindung die physikalischen Eigen schaften der metallischen elektrischen Schaltung festgelegt, um Flexibilität und Standhaftigkeit zu erzielen, und werden zwei Kunststoffilme festgelegt, die auf die beiden äußersten Schichten eines Kunststoffilmlaminats aufgebracht werden, und wird auch ihre Anordnung festgelegt, wodurch die physikali schen Eigenschaften der beiden äußersten Schichten im wesent lichen aneinander angepaßt werden, um das Ausmaß ihrer Ver formungen auszugleichen. Selbst wenn sich die metallische elektrische Schaltung und die Kunststoffilme bezüglich der Art und Weise ihrer Verformung unterscheiden, wird auf die se Weise eine Welligkeit der flexiblen gedruckten Schaltung unterdrückt. Darüber hinaus werden die Flexibilität und die Dauerhaftigkeit der metallischen elektrischen Schaltung und der Kunststoffilme nicht beeinträchtigt, und daher wird die flexible gedruckte Schaltung gemäß der Erfindung eine flexib le gedruckte Hochleistungsschaltung, welche die drei Merkmale der Flexibilität, Dauerhaftigkeit, und der Welligkeitsunter drückung aufweist. Daher wird die flexible gedruckte Schal tung beispielsweise dazu geeignet, dort eingesetzt zu werden, wo sie häufig gebogen wird, beispielsweise als Verbindungs teil eines Druckkopfes und als Mutterplatine eines Druckers. Die flexible gedruckte Schaltung gemäß der Erfindung weist eine hohe Formgenauigkeit auf; wenn sie zur Anbringung oder Installierung elektronischer Bauteile verwendet wird, können die elektronischen Bauteile mit hoher Genauigkeit montiert werden, selbst bei der automatischen Montage mit Hilfe einer Maschine.

Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung zusammen mit Vergleichsbeispielen erläutert.

Ausführungsform 1

Ein Polyethylenterephthalatfilm mit einer Dicke von 0,05 mm (hergestellt von TORAY) in Form eines Bandes, welches in zwei Richtungen gestreckt wurde, nämlich in der Maschinenrichtung und der Querrichtung, wurde als Rohmaterial-Kunststoffilm ver wendet. Bei dem Rohmaterial-Kunststoffilm wurde eine Standard linie parallel zur Maschinenrichtung der Streckung angenommen, und zwei rechteckförmig, zu schneidende Bereiche, in einem Zu stand, in welchem sie Zentrumspunkte aufweisen, durch welche die Standardlinie durchgeht, und wurden bezüglich ihrer Orien tierung so ausgerichtet, daß sie auf der Standardlinie lagen. Rechteckige Kunststoffilme, jeweils mit Abmessungen von 100× 200 mm (Film A und Film B) wurden aus den auszuschneidenden Bereichen ausgeschnitten (siehe Fig. 1). Die S-S-Kurve (Span nungsdehnungsdiagramm) des Films A ist in Fig. 20 gezeigt. Die S-S-Kurve wird dadurch erhalten, daß eine Spannungsbelastung ausgeübt wird, bis die Dehnung den Wert von 0,002 (mm/mm) an nimmt, bei einer Messung entsprechend ASTM D-882-83. Wie aus der Figur hervorgeht, weist der Film A eine kleine Komponente der plastischen Verformung auf, und wird im wesentlichen ela stisch verformt. Für den Film B wurde die S-S-Kurve auf ent sprechende Weise erzeugt, und sah ebenso aus wie jene für den Film B.

Für die beiden Filme, nämlich Film A und Film B, wurden der Maximalwert der Differenz des linearen Expansionskoeffizien ten und die Gesamtfläche von Abschnitten, in welchen sich Ellipsen nicht überlappen, wobei die Oberfläche des Films A der rückwärtigen Oberfläche des Films B gegenüberliegt, durch ein nachstehend noch genauer erläutertes Verfahren gemessen.

Hierbei ergab sich als Maximalwert für die Differenz des linearen Expansionskoeffizienten 0,2×10^-5 (1/°C), und die Gesamtfläche von Abschnitten, in welchen sich die Ellipsen nicht überlappen, von 2,1×10^-10 ((1/°C)×(1/°C)).

Daraufhin wurde ein thermisch aushärtender Kleber des Poly estersystems vorbereitet, und eine flexible gedruckte Schal tung entsprechend dem voranstehend geschilderten Verfahren (siehe Fig. 14) hergestellt. Zuerst wurde hierbei der Kleber auf die Oberfläche des Films A (als Basisschicht) aufgebracht, und dann getrocknet, wodurch eine Klebeschicht mit einer Dicke von 0,03 mm hergestellt wurde. Daraufhin wurde eine Kupferfolie (Elektrolytzähkupfer, 0,035 mm dick, BHY-02-T, hergestellt von Nihon Kougyou) auf die Klebeschicht aufge legt. Die S-S-Kurve der Kupferfolie ist in dem Diagramm von Fig. 21 dargestellt. Die S-S-Kurve wurde dadurch erhalten, daß eine Spannungsbelastung bis zu einem Betrag der Dehnung von 0,002 (mm/mm) ausgeübt wurde, für eine Messung entspre chend ASTM D-882-83. Wie aus der Figur hervorgeht, weist die Kupferfolie eine Komponente der plastischen Verformung von 0,0005 (mm/mm) auf, was gleich dem vorbestimmten Wert gemäß der Erfindung oder größer ist. Der Film A und die Kupferfolie wurden durch eine Laminierrolle verbunden, deren Oberfläche auf 120°C eingestellt wurde, wurden druckbeaufschlagt und erhitzt (Bedingungen: 110°C, 2 Stunden, 10 kg/cm²) und ver bunden. Die Kupferfolie wurde durch ein subtraktives Verfah ren behandelt, um eine elektrische Schaltung in einem vorbe stimmten Schaltungsmuster auszubilden. Eine Welligkeit trat auf, wenn die elektrische Schaltung hergestellt wurde. Ande rerseits wurde eine Klebeschicht mit einer Dicke von 0,03 mm auf der rückwärtigen Oberfläche des Films B hergestellt, wie beim Film A. Sowohl der Film A als auch der Film B wurden gequetscht, unter den Bedingungen von 150°C, 1 Stunde, 30 kg/cm², und durch eine Wärmepresse laminiert (siehe Fig. 15), wobei die Oberfläche des Films A der rückwärtigen Oberfläche des Films B gegenüberlag.

Bei der auf diese Weise hergestellten flexiblen gedruckten Schaltung wurde versucht, das Ausmaß h der Welligkeit durch das voranstehend geschilderte Verfahren zu messen, jedoch ließ sich kein Auftreten einer Welligkeit feststellen, so daß diese nicht gemessen werden konnte. Daher wurde die bei der Ausbildung der metallischen elektrischen Schaltung auftreten de Welligkeit dadurch entfernt, daß die Deckschicht vorge sehen wurde, und nahm die flexible gedruckte Schaltung eine ebene Form an. Weiterhin wurden die Flexibilität und die Standhaftigkeit der flexiblen gedruckten Schaltung untersucht. Die Flexibilität wurde durch das voranstehend geschilderte Verfahren gemessen (Fig. 13). Hierbei ergab sich für einen Biegeradius R = 5 mm eine Rückstoßkraft von 26 g/cm. Anderer seits wurden Zyklen bis zum Ausfall ermittelt, entsprechend Biegeermüdung und Duktilität, flexible gedruckte Verdrahtung, festgelegt in IPC-FC-250A, mit einem Dorndurchmesser von 0,125′′ (3,2 mm). Es ergab sich eine Anzahl von 820 Zyklen bis zum Ausfall.

Vergleichsbeispiel 1

Derselbe Polyethylenterephthalatfilm mit einer Dicke von 0,5 mm in Form eines Bandes wie bei der Ausführungsform 1 wurde als Rohmaterial-Kunststoffilm verwendet. Wie in Fig. 22 ge zeigt, wurden in dem Rohmaterial-Kunststoffilm zwei Rechteck bereiche, die geschnitten werden sollen, und die in der Rich tung der Breite des Rohmaterial-Kunststoffilms angeordnet waren, angenommen, und aus diesen wurden rechteckige Kunst stoffilme ausgeschnitten, die jeweils Abmessungen von 100× 200 mm aufwiesen (Film C und Film D). Für die beiden Filme C und D wurden durch ein nachstehend noch genauer erläutertes Verfahren der Maximalwert der Differenz des linearen Expan sionskoeffizienten und die Gesamtfläche von Abschnitten ge messen, in welchen sich Ellipsen nicht überlappen, wobei die Oberfläche des Films C der rückwärtigen Oberfläche des Films D gegenüberliegt. Als Ergebnis ergab sich ein Maximalwert für die Differenz des linearen Expansionskoeffizienten von 1,8× 10^-6 (1/°C), und eine Gesamtfläche von Abschnitten, in wel chen sich die Ellipsen nicht überlappen, von 7,4×10^-10 ((1/°C)×(1/°C)).

Der Film C (für eine Basisschicht) und der Film D (für eine Deckschicht) wurden wie bei der Ausführungsform 1 zur Herstel lung einer flexiblen gedruckten Schaltung verwendet.

Für die auf diese Weise hergestellte flexible gedruckte Schal tung wurden das Auftreten einer Welligkeit, die Flexibilität und die Standzeit wie bei der Ausführungsform 1 untersucht. Bezüglich der Flexibilität ergab sich bei einem Biegeradius R = 5 mm eine Rückstoßkraft von 27 g/cm, und bezüglich der Standzeit 820 Zyklen bis zum Ausfall; diese Werte waren im wesentlichen ebenso wie bei der Ausführungsform 1. Bezüglich des Auftretens der Welligkeit blieb allerdings selbst nach der Herstellung der Deckschicht eine bei der Herstellung der elektrischen Schaltung auftretende Welligkeit übrig; der Wel ligkeitsbetrag h betrug 19 mm, und der Welligkeitsgrad betrug 9,5%.

Ausführungsform 2

Eine flexible gedruckte Schaltung wurde auf dieselbe Weise wie bei der Ausführungsform 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine Kupferfolie verwendet wurde, die eine Komponente der plastischen Verformung von 0,0003 (mm/mm) aufwies, wenn eine Spannungsbelastung bis zu einem Dehnungsausmaß von 0,002 (mm/mm) ausgeübt wurde.

Bei der flexiblen gedruckten Schaltung wurden das Auftreten einer Welligkeit, die Flexibilität und die Standzeit wie bei der Ausführungsform 1 untersucht. Hierbei ergab sich, obwohl ein Versuch zur Messung des Welligkeitsbetrages h unternom men wurde, ebenso wie bei der Ausführungsform 1 das Auftreten einer Welligkeit nicht festgestellt werden konnte, und daher die Welligkeit nicht gemessen werden konnte. Die bei der Her stellung der metallischen elektrischen Schaltung auftretende Welligkeit wurde daher durch Ausbildung der Deckschicht ent fernt, und daher wurde die flexible gedruckte Schaltung eben ausgebildet. Bezüglich der Flexibilität ergab sich bei einem Biegeradius R = 5 mm eine Rückstoßkraft von 29,5 g/cm, also ein ausreichender Wert. Die Anzahl der Zyklen bis zum Ausfall (Standzeit) betrug 760, im wesentlichen derselbe Wert wie bei der Ausführungsform 1.

Ausführungsform 3

Ein Polyethylenterephthalatfilm mit einer Dicke von 0,05 mm (hergestellt von TORAY) in Form eines Bandes, welches in zwei Richtungen gestreckt wurde, nämlich der Maschinenrichtung und der Querrichtung, wurde als Rohmaterial-Kunststoffilm verwen det, aus welchem Kunststoffilme (Film 1 und Film 2) jeweils mit Abmessungen von 100×200 mm ausgeschnitten wurden. Die linearen Expansionskoeffizienten der Filme 1 und 2 wurden durch das voranstehend geschilderte TMA-Verfahren gemessen, wobei die Oberfläche des Films 1 der rückwärtigen Oberfläche des Films 2 gegenüberliegt, und es wurden Ellipsen des line aren Expansionskoeffizienten durch Polarkoordinatenauftrag erzeugt und überlappt. Diese sich überlappenden Ellipsen sind in dem Diagramm von Fig. 23 dargestellt. Aus diesem Diagramm wurde der Maximalwert der Differenz des linearen Expansionskoeffizienten zwischen dem Film 1 und dem Film 2 berechnet, unter Verwendung eines Steuercomputers, der an eine TMA-Apparatur angeschlossen war, und der auf der Grund lage der voranstehend geschilderten Ausdrücke (4), (5) und (6) programmiert war. Als Ergebnis erhielt man einen Wert von 0,53×10^-5 (1/°C), also kleiner oder gleich dem vorbestimm ten Wert. Die Messung des linearen Expansionskoeffizienten mittels TMA wurde deswegen durchgeführt, um den nachstehend geschilderten Effekt der hygroskopischen Ausdehnung aus zu schließen: Die Kunststoffilme wurden 60 Minuten lang bei 150°C zum Trocknen aufbewahrt, und dann wurden, während sich die Kunststoffilme von 150°C auf 30°C abkühlten, die Länge und Temperatur des Kunststoffilms gleichzeitig immer wieder gemessen, und wurden lineare Expansionskoeffizienten auf der Grundlage des Ausdrucks (2) für Bereiche von Tg oder darunter bestimmt.

Daraufhin wurden der Film 1 (für eine Basisschicht) und der Film 2 (für eine Deckschicht) zur Herstellung einer flexib len gedruckten Schaltung verwendet, wobei die Oberfläche des Films 1 der rückwärtigen Oberfläche des Films 2 gegenüberlag, wie bei der Ausführungsform 1. Hierbei wurde eine metalli sche elektrische Schaltung unter Verwendung desselben Klebers und desselben Herstellungsverfahrens wie bei der Ausführungs form 1 unter Verwendung derselben Kupferfolie wie bei der Ausführungsform 1 ausgebildet. Bei der flexiblen gedruckten Schaltung wurden das Auftreten einer Welligkeit, die Flexibi lität und die Standzeit untersucht, wie bei der Ausführungs form 1. Es ergab sich ein Welligkeitsausmaß h von 3,9 mm und ein Welligkeitsgrad von 2,0%; das Auftreten einer Welligkeit war daher unterdrückt. Bezüglich der Flexibilität ergab sich bei einem Biegeradius R = 5 mm eine Rückstoßkraft von 27 g/ cm, und bezüglich der Standzeit ergaben sich 830 Zyklen bis zum Ausfall; diese Werte waren im wesentlichen ebenso wie bei der Ausführungsform 1.

Vergleichsbeispiel 2

Ein neuer Kunststoffilm (Film 3) mit Abmessungen von 100× 200 mm wurde aus dem Polyethylenterephthalatfilm ausgeschnit ten, der bei der Ausführungsform 3 verwendet wurde. Anderer seits wurde derselbe Film 1 wie bei der Ausführungsform 3 hergestellt. Es wurden Ellipsen des linearen Expansionskoef fizienten erzeugt und wie bei der Ausführungsform 1 überlappt. Diese überlappten Ellipsen sind in dem Diagramm von Fig. 24 dargestellt. Aus diesem Diagramm wurde der Maximalwert für die Differenz des linearen Expansionskoeffizienten zwischen dem Film 1 und dem Film 3 berechnet. Als Ergebnis ergab sich 1,77×10^-5 (1/°C), also ein größerer Wert als der vorbe stimmte Wert.

Der Film 1 und der Film 3 wurden dazu verwendet, eine flexib le gedruckte Schaltung herzustellen, wobei wie bei der Aus führungsform 1 die Oberfläche des Films 1 der rückwärtigen Oberfläche des Films 3 gegenüberlag. Dann wurde eine metalli sche elektrische Schaltung unter Verwendung desselben Klebers und desselben Herstellungsverfahrens wie bei der Ausführungs form 1 und mit derselben Kupferfolie wie bei der Ausführungs form 1 hergestellt. Die Flexibilität und die Standzeit der flexiblen gedruckten Schaltung wurden wie bei der Ausführungs form 1 untersucht. Bezüglich der Flexibilität ergab sich bei einem Biegeradius R = 5 mm eine Rückstoßkraft von 27,5 g/cm, und bezüglich der Standzeit ergaben sich 800 Zyklen bis zum Ausfall; diese Werte waren im wesentlichen gleich jenen wie bei der Ausführungsform 1. Als Ergebnis der Messung des Wel ligkeitsbetrags h der flexiblen gedruckten Schaltung, wobei die Messung wie bei der Ausführungsform 1 erfolgte, ergab sich allerdings ein Welligkeitsausmaß h von 13,5 mm und ein Welligkeitsgrad von 6,8%; daher trat eine Welligkeit auf.

Ausführungsform 4

Ein Polyimidfilm mit einer Dicke von 0,125 mm (hergestellt von TORAY Dupont) in Form eines Bandes, welches in zwei Rich tungen gestreckt wurde, nämlich in der Maschinenrichtung und in der Querrichtung, wurde als Rohmaterialfilm verwendet, aus welchem Kunststoffilme (Film 4 und Film 5) jeweils mit Abmes sungen von 200×360 mm ausgeschnitten wurden. Lineare Expan sionskoeffizienten wurden durch das voranstehend geschilderte TMA-Verfahren gemessen, wobei die Oberfläche des Films 4 der rückwärtigen Oberfläche des Films 5 gegenüberlag, wie bei der Ausführungsform 3, und es wurden Ellipsen des linearen Expan sionskoeffizienten durch Polarkoordinatenauftrag erzeugt und überlappt. Diese überlappten Ellipsen sind in dem Diagramm von Fig. 25 dargestellt. Aus diesem Diagramm ergab sich die Gesamtfläche (C) von Abschnitten, in welchen sich die Ellip sen des Films 4 und des Films 5 nicht überlappen, zu 3,44× 10^-4 ((1/°C)×(1/°C)), al 13485 00070 552 001000280000000200012000285911337400040 0002019643129 00004 13366so kleiner oder gleich dem vor bestimmten Wert. Die Fläche wurde unter Verwendung eines Steuercomputers berechnet, der an eine TMA-Apparatur ange schlossen war, und auf der Grundlage des Summenausdrucks (8) programmiert war, der voranstehend angegeben wurde, durch Einstellung von m = 720 und Δθ = (2π/720) - 0,00873 (rad).

Dann wurden der Film 4 (für eine Basisschicht) und der Film 5 (für eine Deckschicht) zur Herstellung einer flexiblen ge druckten Schaltung verwendet, bei welcher sich die Oberfläche des Films 4 und die rückwärtige Oberfläche des Films 5 gegen überlagen, wie bei der Ausführungsform 1. Dann wurde eine metallische elektrische Schaltung unter Verwendung desselben Klebers und desselben Herstellungsverfahrens wie bei der Aus führungsform 1 hergestellt, wobei dieselbe Kupferfolie wie bei der Ausführungsform 1 verwendet wurde. Wie bei der Aus führungsform 1 wurde der Welligkeitsbetrag h der flexiblen gedruckten Schaltung gemessen. Es ergab sich ein Welligkeits betrag h von 8,3 mm und ein Welligkeitsgrad von 2,3%; daher wurde das Auftreten einer Welligkeit unterdrückt. Bei der Untersuchung der Flexibilität der flexiblen gedruckten Schal tung wie bei der Ausführungsform 1 ergab sich für einen Biege radius R = 5 mm eine Rückstoßkraft von 160 g/cm. Zur Unter suchung der Standzeit der flexiblen gedruckten Schaltung wur den Zyklen bis zum Ausfall entsprechend dem Biegeermüdungs versuch bestimmt, der in IPC-FC-240C festgelegt ist, mit ei nem Krümmungsradius von 5 mm. Es ergab sich eine Anzahl von 9×10⁶ Zyklen bis zum Ausfall.

Vergleichsbeispiel 3

Ein neuer Kunststoffilm (Film 6) mit Abmessungen von 200× 360 mm wurde aus dem Polyimidfilm ausgeschnitten, der bei der Ausführungsform 4 verwendet wurde. Andererseits wurde der selbe Film 4 wie bei der Ausführungsform 4 erzeugt. Ellipsen des linearen Expansionskoeffizienten wurden erzeugt und über lappt, wobei die Oberfläche des Films 4 der rückwärtigen Oberfläche des Films 6 gegenüberlag, wie bei der Ausführungs form 4. Diese überlappten Ellipsen sind in dem Diagramm von Fig. 26 dargestellt. Auf der Grundlage dieses Diagramms wurde die Gesamtfläche von Abschnitten, in welchen sich die Ellip sen des linearen Expansionskoeffizienten des Films 4 und des Films 6 nicht überlappen, wie bei der Ausführungsform 4 be rechnet. Als Ergebnis erhielt man 7,71×10^-5 ((1/°C)× (1/°C)), also einen höheren als den vorbestimmten Wert.

Dann wurden der Film 4 (für eine Basisschicht) und der Film 6 (für eine Deckschicht) zur Herstellung einer flexiblen ge druckten Schaltung verwendet, wobei die Oberfläche des Films 4 der rückwärtigen Oberfläche des Films 6 gegenüberlag, wie bei der Ausführungsform 4. Hierbei wurde eine metallische elektrische Schaltung unter Verwendung desselben Klebers und desselben Herstellungsverfahrens wie bei der Ausführungsform 1, und unter Verwendung derselben Kupferfolie wie bei der Ausführungsform 1 ausgebildet. Der Welligkeitsbetrag h der flexiblen gedruckten Schaltung wurde wie bei der Ausführungs form 1 gemessen. Es ergab sich, daß der Welligkeitsbetrag h den Wert von 25,2 mm aufwies, und der Welligkeitsgrad 7,0% betrug; daher trat eine Welligkeit auf. Die Flexibilität und die Standzeit der flexiblen gedruckten Schaltung wurde wie bei der Ausführungsform 4 untersucht. Bezüglich der Flexibi lität ergab sich bei einem Biegeradius von R = 5 mm eine Rück stoßkraft von 166 g/cm. Bezüglich der Standzeit wurden Zyklen bis zum Ausfall mit einem Krümmungsradius von 5 mm ermittelt; man erhielt 8,3×10⁴ Zyklen bis zum Ausfall.

Ausführungsform 5

Ein Polyethylenterephthalatfilm mit einer Dicke von 0,125 mm Dicke, gestreckt in zwei Richtungen, nämlich der Maschinen richtung und der Querrichtung (hergestellt von TORAY), wurde als Rohmaterialfilm verwendet, aus welchem Plastikfilme (Film 7 und Film 8) ausgeschnitten wurden, die jeweils Abmessungen von 200×360 mm aufwiesen. Ein in zwei Richtungen gestreck ter Polyethylenterephthalatfilm mit einer Dicke von 0,250 mm (hergestellt von TORAY) wurde als Rohmaterialfilm verwendet, aus welchem ein Kunststoffilm (Film 10) mit Abmessungen von 200×360 mm ausgeschnitten wurde. Es wurden drei Ellipsen von linearen Expansionskoeffizienten erzeugt und überlappt, wobei die Oberfläche des Films 7 der rückwärtigen Oberfläche des Films 8 gegenüberlag, wie bei der Ausführungsform 3. Diese überlappten Ellipsen sind in dem Diagramm von Fig. 27 dar gestellt. Aus diesem Diagramm wurden die Maximalwerte der Dif ferenzen des linearen Expansionskoeffizienten zwischen dem Film 7, dem Film 8 und dem Film 10 berechnet, wie bei der Ausführungsform 3. Es ergab sich ein Maximalwert der Diffe renz des linearen Expansionskoeffizienten zwischen dem Film 7 und dem Film 8 von 0,54×10^-5 (1/°C); zwischen dem Film 7 und dem Film 10 von 4,49×10^-5 (1/°C); und zwischen dem Film 8 und dem Film 10 von 3,94×10^-5 (1/°C).

Daraufhin wurden der Film 7, der Film 8 und der Film 10 zur Herstellung einer flexiblen gedruckten Schaltung verwendet. Hierbei wurde zuerst, wie in Fig. 29 gezeigt, ein thermisch aushärtender Kleber des Polyestersystems in Form einer Platte mit einer Dicke von 0,05 mm hergestellt, und zeitweilig auf die Oberfläche des Films 7 und der rückwärtigen Oberfläche des Films 8 mit einer Rolle aufgequetscht, um Klebeschichten 8 auszubilden. Eine elektrische Schaltung 3 aus Kupfer mit einer Dicke von 0,035 mm wurde auf jeder der Klebeschichten durch das subtraktive Verfahren ausgebildet, wie bei der Aus führungsform 1. Weiterhin wurde ein thermisch aushärtender Kleber des Polyestersystems in Form einer Tafel zur Ausbil dung einer Klebeschicht 8 auf der Oberfläche und der rückwär tigen Oberfläche des Films 10 verwendet, wie voranstehend ge schildert. Wie aus Fig. 29 hervorgeht, wurden der Film 7, der Film 8 und der Film 10 durch das Rollenlaminierverfahren zeit weilig gequetscht, wobei die Oberfläche des Films 7 der rück wärtigen Oberfläche des Films 8 zugewandt war, und sich der Film 10 dazwischen befand, und dann in einem Autoklaven (Be dingungen: 110°C, 2 Stunden, 10 kg/cm²) ausgehärtet, um ei ne flexible gedruckte Schaltung mit einem Aufbau aus drei Schichten herzustellen, die in Fig. 30 gezeigt ist. Gleiche Teile wie jene, die voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 29 geschildert wurden, werden in Fig. 30 mit denselben Bezugs zeichen bezeichnet. Auf den beiden äußersten Schichten des Kunststoffilmlaminats der flexiblen gedruckten Schaltung be finden sich der Film 7 und der Film 8. Wie voranstehend er wähnt beträgt der Maximalwert für die Differenz des linearen Expansionskoeffizienten zwischen dem Film 7 und dem Film 8 0,54×10^-5 (1/°C), was kleiner oder gleich dem vorbestimm ten Wert gemäß der Erfindung ist.

Bei der flexiblen gedruckten Schaltung mit dem Aufbau aus drei Filmschichten wurde wie bei der Ausführungsform 1 der Welligkeitsbetrag h gemessen. Es ergab sich ein Welligkeits betrag h von 5,0 mm und ein Welligkeitsgrad von 1,4%; daher wurde das Auftreten einer Welligkeit unterdrückt. Bei der Untersuchung der Flexibilität der flexiblen gedruckten Schal tung wie bei der Ausführungsform 1 erhielt man für einen Bie geradius R = 15 mm eine Rückstoßkraft von 360 g/cm.

Vergleichsbeispiel 4

Ein neuer Kunststoffilm (Film 9) mit Abmessungen von 200× 360 mm wurde aus dem Polyethylenterephthalatfilm mit einer Dicke von 0,125 mm ausgeschnitten, der bei der Ausführungs form 5 verwendet wurde. Andererseits wurden derselbe Film 7 und derselbe Film 10 wie bei der Ausführungsform 5 herge stellt. Drei Ellipsen des linearen Expansionskoeffizienten wurden erzeugt und überlappt, wie bei der Ausführungsform 5. Diese überlappten Ellipsen sind in dem Diagramm von Fig. 28 dargestellt. Aus diesem Diagramm wurden die Maximalwerte der Differenzen des linearen Expansionskoeffizienten zwischen dem Film 7, dem Film 9 und dem Film 10 berechnet, wie bei der Ausführungsform 1. Es ergab sich ein Maximalwert der Differenz des linearen Expansionskoeffizienten zwischen dem Film 7 und dem Film 9 von 1,66×10^-5 (1/°C), und ein entsprechender Maximalwert zwischen dem Film 9 und dem Film 10 von 4,17×10^-5 (1/°C). Wie voranstehend erwähnt betrug der Maximalwert der Differenz des linearen Expansionskoeffi zienten zwischen dem Film 7 und dem Film 10 4,49×10^-5 (1/°C).

Daraufhin wurden die Filme 7, 9 und 10 zur Herstellung einer flexiblen gedruckten Schaltung auf dieselbe Weise wie bei der Ausführungsform 5 verwendet, mit der Ausnahme, daß statt des Films 8 der Film 9 verwendet wurde. Bei dieser flexiblen ge druckten Schaltung wurde der Welligkeitsbetrag h wie bei der Ausführungsform 1 gemessen. Es ergab sich ein Welligkeitsbe trag h von 18,9 mm und ein Welligkeitsgrad von 5,3%; daher trat eine Welligkeit auf. Die Untersuchung der Flexibilität der flexiblen gedruckten Schaltung wie bei der Ausführungs form 1 ergab für einen Biegeradius R = 15 mm eine Rückstoß kraft von 370 g/cm.

Ausführungsform 6

Es wurde ein Rohmaterial-Kunststoffilm aus Polyethylentere phthalat mit einer Dicke von 0,05 mm und einer Breite von 4 m hergestellt, der in zwei Richtungen gestreckt wurde, nämlich in der Maschinenrichtung und in der Querrichtung. Dieser wur de in acht bandförmige Teile (jeweils mit einer Breite von 500 mm) parallel zur Längenrichtung (Maschinenrichtung der Streckung) des Kunststoffilms unterteilt, wie in Fig. 18 gezeigt ist. Bei dem Rohmaterial-Kunststoffilm wurden die linearen Expansionskoeffizienten der Teile (Unterteilungen) wie bei der Ausführungsform 3 gemessen, und wurden Kombina tionen der Relativpositionen berücksichtigt. Die Bedingung, daß der Maximalwert der Differenz des linearen Expansions koeffizienten 1,4× 10^-5 (1/°C) oder weniger beträgt, war in dem Bereich der Relativpositionen (-3) bis (3) erfüllt. Wie in Fig. 18 gezeigt, wurde ein Deckschichtkunststoffilm (Film 11) mit Abmessungen von 80×200 mm aus der Relativ position (-3) ausgeschnitten, und wurde ein Basisschicht- Kunststoffilm (Film 12) mit Abmessungen von 80×200 mm aus der Relativposition (2) ausgeschnitten. Bei dem Film 11 und dem Film 12 wurden die Differenzen des linearen Expansionskoeffizienten so gemessen, daß die rückwärtige Oberfläche des Films 11 der Oberfläche des Films 12 gegen überlag. Es ergab sich ein Maximalwert für die Differenz des linearen Expansionskoeffizienten von 1,1×10^-5 (1/°C).

Wie bei der Ausführungsform 3 wurden der Film 11 und der Film 12 zur Herstellung einer flexiblen gedruckten Schaltung verwendet, wobei die rückwärtige Oberfläche des Films 11 der Oberfläche des Films 12 gegenüberlag. Der Welligkeitsbetrag h der flexiblen Schaltung wurde wie bei der Ausführungsform 1 gemessen. Es ergab sich ein Welligkeitsbetrag h von 7,6 mm und ein Welligkeitsgrad von 3,8%; das Auftreten einer Wel ligkeit wurde daher unterdrückt. Die Flexibilität und die Standzeit der flexiblen gedruckten Schaltung wurden wie bei der Ausführungsform 1 untersucht. Bezüglich der Flexibilität ergab sich bei einem Biegeradius R = 5 mm eine Rückstoßkraft von 27 g/cm. Bezüglich der Standzeit ergab sich eine Anzahl von 810 Zyklen bis zum Ausfall, im wesentlichen ebenso wie bei der Ausführungsform 1.

Es wird darauf hingewiesen, daß die voranstehende Beschrei bung und die beigefügten Zeichnungen nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung einschränken sollen; es lassen sich nämlich verschiedene Abänderungen oder Variationen von Fach leuten auf diesem Gebiet vornehmen, ohne vom Umfang der vor liegenden Erfindung abzuweichen, der sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergibt und von den bei gefügten Patentansprüchen umfaßt sein soll. Beispielsweise läßt sich die vorliegende Erfindung auch bei einer üblichen Verbundplatte einsetzen, nicht nur bei einer flexiblen ge druckten Schaltung. Die Verbundplatte gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei IC-Karten, Kreditkarten und dergleichen eingesetzt werden.

Claims

1. Verbundplatte mit:
einem ersten Kunstharzfilm
einem zweiten Kunstharzfilm, der so auf den ersten Kunst harzfilm auflaminiert ist, daß eine Oberfläche des ersten Kunstharzfilms einer rückwärtigen Oberfläche des zweiten Kunstharzfilms gegenüberliegt; und
einer metallischen elektrischen Schaltung, die zwischen dem ersten und dem zweiten Kunstharzfilm vorgesehen ist, und eine Komponente der plastischen Verformung von 0,0003 (mm/mm) oder mehr aufweist, wenn eine Spannungsbelastung angelegt wird, bis die Dehnung den Wert von 0,002 (mm/mm) annimmt, unter der Annahme, daß die plastische Dehnung, die auftritt, wenn die Spannungsbelastung angelegt und wegge nommen wird, die Komponente der plastischen Verformung ist;
wobei der erste und der zweite Kunstharzfilm aus zwei aus zuschneidenden Bereichen ausgeschnitten werden, welche im wesentlichen dieselbe Form aufweisen, die beiden Bereiche in ihrer Orientierung zueinander ausgerichtet sind, und ein frei wählbarer Punkt auf einem der zwei auszuschneidenden Bereiche und ein entsprechender Punkt des anderen Bereichs beide auf einer frei wählbaren Standardlinie liegen, die parallel zu einer Maschinenrichtung der Streckung eines Materialkunststoffilms liegen, der in zwei Richtungen ge streckt wird, nämlich einer Maschinenrichtung als Längs richtung der Streckung und einer Querrichtung als Querrich tung der Streckung.

2. Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundplatte eine flexible gedruckte Schaltung ist.

3. Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere weitere Kunstharzfilme sandwichartig zwi schen dem ersten und zweiten Kunstharzfilm eingeschlossen sind.

4. Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Schicht über eine Klebeschicht zusam menlaminiert sind.

5. Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente der plastischen Verformung der metallischen elektrischen Schaltung 0,0003 bis 0,0015 (mm/mm) beträgt, wenn eine Spannungsbelastung angelegt wird, bis die Dehnung den Wert von 0,002 (mm/mm) annimmt.

6. Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente der plastischen Verformung der metallischen elektrischen Schaltung 0,0004 bis 0,0010 (mm/mm) beträgt, wenn eine Spannungsbelastung angelegt wird, bis die Dehnung den Wert 0,002 (mm/mm) annimmt.

7. Verbundplatte mit:
einem ersten Kunstharzfilm
einem zweiten Kunstharzfilm, der so auf den ersten Kunst harzfilm auflaminiert ist, daß eine Oberfläche des ersten Kunstharzfilms einer rückwärtigen Oberfläche des zweiten Kunstharzfilms gegenüberliegt; und
einer metallischen elektrischen Schaltung, die zwischen dem ersten und dem zweiten Kunstharzfilm vorgesehen ist, und eine Komponente der plastischen Verformung von 0,0003 (mm/mm) oder mehr aufweist, wenn eine Spannungsbelastung angelegt wird, bis die Dehnung den Wert von 0,002 (mm/mm) annimmt, unter der Annahme, daß die plastische Dehnung, die auftritt, wenn die Spannungsbelastung angelegt und wegge nommen wird, die Komponente der plastischen Verformung ist;
wobei zwei Ellipsen des Koeffizienten der linearen Expan sion auf Koordinaten in entsprechenden Teilen des ersten und zweiten Kunstharzfilms durch folgendes Verfahren er zeugt werden:

Festlegen eines vorbestimmten Basispunkts P auf dem Kunst harzfilm; Messen eines Koeffizienten der linearen Expansion an einer Position getrennt von einer frei wählbaren Achse in Richtung eines Winkels θ auf dem ersten und zweiten Kunstharzfilm, wobei die frei wählbare Achse auf dem ersten und zweiten Kunstharzfilm so ausgewählt wird, daß sie durch den Basispunkt P mit dem Basispunkt P als Zentrum geht, und in eine frei wählbare Richtung gerichtet ist; Erzeugen eines Koordinatensystems mit der frei wählbaren Achse als Y-Achse und einer die Y-Achse unter 90° kreuzenden Achse als X-Achse in diesem Koordinatensystem; Festlegen eines Schnittpunkts der X-Achse und der Y-Achse als Basispunkt P bei der Messung des linearen Expansionskoeffizienten, und der Größe eines Meßwerts für den linearen Expansions koeffizienten als Entfernung r gegenüber dem Basispunkt P, dann Auftragen eines Punkts an der Spitze der Entfernung r in Richtung des Meßwinkels θ in bezug auf die Y-Achse, mehrfaches Auftragen der Spitze durch Änderung des Meßwin kels θ, und Ziehen einer Untersuchungslinie durch alle Richtungen in 360° mit dem Basispunkt P als Zentrum, um so durch gemittelte Punkte der aufgetragenen Punkte hindurch zugelangen, um die Ellipse zu erzeugen;
wobei die beiden Ellipsen so überlappt werden, daß sie im Zentrumspunkt und den Koordinatenachsen X und Y über einstimmen, und folgende Beziehung erfüllt ist: der Maxi malwert einer Differenz des linearen Expansionskoeffi zienten zwischen den beiden Kunstharzfilmen ist kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert.

8. Verbundplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert 1,4×10^-5 (1/°C) beträgt.

9. Verbundplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundplatte eine flexible gedruckte Schaltung ist.

10. Verbundplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere weitere Kunstharzfilme sandwichartig zwischen dem ersten und zweiten Kunstharzfilm eingeschlos sen sind.

11. Verbundplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Kunstharzfilm über eine Klebe schicht zusammenlaminiert sind.

12. Verbundplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente der plastischen Verformung der metal lischen elektrischen Schaltung 0,0003 bis 0,0015 (mm/mm) beträgt, wenn eine Spannungsbelastung ausgeübt wird, bis die Dehnung den Wert 0,002 (mm/mm) annimmt.

13. Verbundplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente der plastischen Verformung der metal lischen elektrischen Schaltung 0,0004 bis 0,0010 (mm/mm) beträgt, wenn eine Spannungsbelastung ausgeübt wird, bis die Dehnung den Wert 0,002 (mm/mm) annimmt.

14. Verbundplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die frei wählbare Achse auf einer Maschinenrichtung der Filmstreckung eingestellt wird, so daß sich die Y-Achse in der Maschinenrichtung befindet, und sich die X-Achse in der Querrichtung der Filmstreckung befindet.

15. Verbundplatte mit:
einem ersten Kunstharzfilm; und
einem zweiten Kunstharzfilm, der so auf den ersten Kunst harzfilm auflaminiert ist, daß eine Oberfläche des ersten Kunstharzfilms einer rückwärtigen Oberfläche des zweiten Kunstharzfilms gegenüberliegt; und
einer metallischen elektrischen Schaltung, die zwischen dem ersten und zweiten Kunstharzfilm vorgesehen ist, und eine Komponente der plastischen Verformung von 0,0003 (mm/mm) oder mehr aufweist, wenn eine Spannungsbelastung angelegt wird, bis die Dehnung den Wert von 0,002 (mm/mm) annimmt, unter der Annahme, daß die plastische Dehnung, die auftritt, wenn die Spannungsbelastung angelegt und weggenommen wird, die Komponente der plastischen Verfor mung ist;
wobei zwei Ellipsen des Koeffizienten der linearen Expan sion auf Koordinaten in entsprechenden Teilen des ersten und zweiten Kunstharzfilms durch folgendes Verfahren erzeugt werden:
Festlegen eines vorbestimmten Basispunkts P auf dem Kunstharzfilm; Messen eines Koeffizienten der linearen Expansion an einer Position getrennt von einer frei wählbaren Achse in Richtung eines Winkels θ auf dem ersten und zweiten Kunstharzfilm, wobei die frei wähl bare Achse auf dem ersten und zweiten Kunstharzfilm so ausgewählt wird, daß sie durch den Basispunkt P mit dem Basispunkt P als Zentrum geht, und in eine frei wählbare Richtung gerichtet ist; Erzeugen eines Koordinatensystems mit der frei wählbaren Achse als Y-Achse und einer die Y-Achse unter 90° kreuzenden Achse als X-Achse in diesem Koordinatensystem; Festlegen eines Schnittpunkts der X-Achse und der Y-Achse als Basispunkt P bei der Messung des linearen Expansionskoeffizienten, und der Größe eines Meßwerts für den linearen Expansionskoeffizienten als Entfernung r gegenüber dem Basispunkt P, dann Auftragen eines Punkts an der Spitze der Entfernung r in Richtung des Meßwinkels θ in bezug auf die Y-Achse, mehrfaches Auftragen der Spitze durch Änderung des Meßwinkels θ, und Ziehen einer Untersuchungslinie durch alle Richtungen in 360° mit dem Basispunkt P als Zentrum auf solche Weise, daß sie durch gemittelte Punkte der aufgetragenen Punkte geht, um die Ellipse zu erzeugen;
wobei die beiden Ellipsen so überlappt werden, daß sie bezüglich des Zentrumspunkts und der Koordinatenachsen X und Y übereinstimmen, und folgende Beziehung erfüllt ist: die Gesamtfläche von Abschnitten, in welchen die Ellip sen nicht überlappen, ist kleiner oder gleich einem vor bestimmten Wert.

16. Verbundplatte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert 6,5×10^-10 ((1/°C)×(1/°C)) beträgt.

17. Verbundplatte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundplatte eine flexible gedruckte Schaltung ist.

18. Verbundplatte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere weitere Kunstharzfilme sandwichartig zwischen dem ersten und zweiten Kunstharzfilm eingeschlos sen sind.

19. Verbundplatte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Kunstharzfilm über eine Klebe schicht zusammenlaminiert sind.

20. Verbundplatte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente der plastischen Verformung der metal lischen elektrischen Schaltung 0,0003 bis 0,0015 (mm/mm) beträgt, wenn eine Spannungsbelastung ausgeübt wird, bis die Dehnung den Wert 0,002 (mm/mm) annimmt.

21. Verbundplatte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente der plastischen Verformung der metal lischen elektrischen Schaltung 0,0004 bis 0,0010 (mm/mm) beträgt, wenn eine Spannungsbelastung ausgeübt wird, bis die Dehnung den Wert 0,002 (mm/mm) annimmt.

22. Verbundplatte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die frei wählbare Achse auf eine Maschinenrichtung der Filmstreckung gesetzt wird, so daß sich die Y-Achse in der Maschinenrichtung befindet, und die X-Achse in der Querrichtung der Filmstreckung befindet.