DE19757634A1

DE19757634A1 - Flexible gedruckte Schaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE19757634A1
Application number: DE19757634A
Authority: DE
Inventors: Chiharu Miyaake; Yosuki Miki; Toshihiko Sugimoto
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1997-12-23
Publication date: 1998-07-09
Also published as: JPH10242593A; CN1096824C; CN1188388A; JP3202935B2; SG77150A1; KR19980064535A; US6001489A

Description

Die Erfindung betrifft eine flexible gedruckte Schaltung, welche ein hauptsächlich in elektri schen und elektronischen Einrichtungen verwendetes Funktionsbauteil umfaßt, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Eine flexible gedruckte Schaltung (FPC) erfreut sich breiter Verwendung auf dem Gebiet elektrischer und elektronischer Einrichtungen. Eine flexible gedruckte Schaltung weist all gemein einen Laminataufbau auf, der einen Kunststoffilm und eine leitende Schicht wie eine Metallfolie umfaßt. Ein erläuterndes Beispiel der flexiblen gedruckten Schaltung ist in Fig. 6(A) gezeigt, in welcher eine flexible gedruckte Schaltung 1 ein Kunststoffträgerfilm 4 aus Polyimid, Polyester und so fort umfaßt, auf der eine Leiterschaltung 3 durch einen Druck prozeß, einen Subtraktionsprozeß und so fort gebildet ist, und die Leiterschaltung 3 ist mit einem Kunststoffdeckfilm 2 ähnlich dem Trägerfilm 4 abgedeckt. Übrigens sind die Klebe schichten in Fig. 6(A) weggelassen.

Fig. 6(B) zeigt einen allgemeinen Aufbau der flexiblen gedruckten Schaltung. In Fig. 6(B) ist eine Kleberschicht 6 vorgesehen auf einem Kunststoffträgerfilm 4, über den eine Leiterschaltung 3 laminiert wird, und eine weitere Kleberschicht 6 ist ferner an der Seite des Kunststoffdeckfilms 2 vorgesehen. Das heißt, die Kunststoffilme 2 und 4 sind mit ihren je weiligen zueinander hinweisenden Schichten miteinander verklebt. Ferner kann ein Teil des Kunststoffdeckfilms 2 entfernt werden (in den Fig. 6(A) und 6(B) durch das Bezugszei chen 5 angedeutet), falls zur elektrischen Verbindung der Leiterschaltung 3 mit anderen elektronischen Bauteilen erforderlich.

Flexible gedruckte Schaltungen müssen Dimensionsgenauigkeit aufweisen, da elektronische Bauteile wie beispielsweise Halbleitervorrichtung darauf in kleinen Rasterabständen zu montieren sind oder mit elektronischen Geräten über Verbindungsstecker und so fort in kleinen Rasterabständen zu verbinden sind. Da eine flexible gedruckte Schaltung einen La minataufbau aufweist, der Kunststoffilme und eine Leitschicht umfaßt, wie typisch in den Fig. 6(A) bis (C) gezeigt, hängt ihre Dimensionsgenauigkeit weitgehend von der Dimen sionsstabilität oder Maßkonstanz der verwendeten Kunststoffilme ab. Die Kunststoffilme zur Verwendung in der flexiblen gedruckten Schaltung müssen daher Dimensionsstabilität aufweisen, insbesondere gegen Wärme, da sie gewöhnlich in der Herstellung der flexiblen gedruckten Schaltungen unten Hochtemperaturbedingungen gehandhabt werden.

Es ist erforderlich, Kunststoffilme mit ausreichender Dimensionsstabilität auszuwählen, be vor eine flexible gedruckte Schaltung mit verbesserter Dimensionsgenauigkeit erzeugt wer den kann. Daher wäre eine genaue Auswertung der Dimensionsstabilität der Kunststoffilme wesentlich.

Jedoch hat in der Praxis der Herstellung flexibler gedruckter Schaltungen unter Verwen dung von Kunststoffilmen die Dimensionsveränderung der Kunststoffilme mit der Wärme oft zur Herstellung von nicht den Vorgaben entsprechenden Produkten geführt, was zu fehlerhaften elektrischen Verbindungen zwischen der flexiblen gedruckten Schaltung und anderen elektronischen Bauteilen wie Verbindungssteckern führt.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer flexiblen gedruckten Schaltung mit verbes serter Dimensionsgenauigkeit unter Verwendung eines Kunststoffilms mit verbesserter Di mensionsstabilität vor allem gegen Wärme.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Herstellen einer flexiblen gedruckten Schaltung mit verbesserter Dimensionsgenauigkeit.

Die obigen Ziele der Erfindung werden erreicht durch ein Verfahren zum Herstellen einer flexiblen gedruckten Schaltung, welches das Laminieren eines Kunststoffilms und einer lei tenden Schicht umfaßt, in welchem der Kunststoffilm eine Wärmeschrumpfgrad-Ellipse mit einer Exzentrizität von nicht mehr als 0,7 aufweist.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 das Kurvenbild in Polarkoordinaten, das eine Wärmeschrumpfgrad-Ellipse eines Kunststoffilms darstellt;

Fig. 2 das Kurvenbild in Polarkoordinaten, das eine Ultraschallwellen-Ausbreitungs geschwindigkeit eines Kunststoffilms zeigt;

Fig. 3 das Kurvenbild in Polarkoordinaten, das eine Polarisationsmikro wellen-Durchlaßintensität eines Kunststoffilms darstellt;

Fig. 4(A) bis 4(D) Querschnitte des Verfahrens zum Herstellen einer flexiblen ge druckten Schaltung, und zwar

Fig. 4(A) einen Kunststoffträgerfilm, auf dem sich über eine Kleberschicht eine Kupferfolie befindet;

Fig. 4(B) den Kunststoffträgerfilm mit seiner zu einem Schaltkreis gestalteten Kupferfolie;

Fig. 4(C) einen Kunststoffdeckfilm, der auf den Trägerfilm laminiert wird; und

Fig. 4(D) eine fertige flexible gedruckte Schaltung;

Fig. 5 eine flexible gedruckte Schaltung, die eine gebogene Form aufweist;

Fig. 6(A) bis 6(C) Schnitte der flexiblen gedruckten Schaltungen, und zwar Fig. 6(A) einen Grundaufbau;

Fig. 6(B) einen Aufbau, der zwei Kunststoffilme mit je einer darauf befindlichen Kleber schicht enthält; und

Fig. 6(C) einen Aufbau, der drei Kunststoffilme mit je einer darauf befindlichen Kleber schicht enthält;

Fig. 7 die Größe eines Probenstückes eines Kunststoffilms zur Messung von Wärme schrumpfgraden;

Fig. 8(A) und 8(B) Veränderungen in der Exzentrizität der Wärmeschrumpfgrad-Ellipse, der Ultra schallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeits-Ellipse und der Polarisationsmikro wellen-Durchlaßintensitäts-Ellipse eines biaxial gestreckten Kunststoffilms in der Maschinenrichtung bzw. der Querrichtung; und

Fig. 9 schematisch polarisierte Mikrowellen, die in der Messung der Polarisationsmi krowellen-Durchlaßintensitäten durch einen Kunststoffilm durchgelassen wer den.

Die flexible gedruckte Schaltung, die in dem Rahmen der Erfindung eingeschlossen ist, weist einen Laminataufbau auf von einer leitenden Schicht und einem Kunststoffilm, wie in Fig. 6(A) gezeigt, von zwei Kunststoffilmen, wie in Fig. 6(B) gezeigt, von drei Kunst stoffilmen, wie in Fig. 6(C) gezeigt, oder sogar mehr. Der Begriff "flexible gedruckte Schaltung", wie er hier verwendet wird, soll nicht nur eine flexible gedruckte Schaltung mit ihrer zu einem Schaltkreis strukturierten leitenden Schicht umfassen, wie er gewöhnlich gemeint ist, sondern eine Laminatplatte vor der Bildung einer Schaltkreisstruktur.

Die Ellipsen-Wärmeschrumpfgrade eines Kunststoffilms können auf Polarkoordinaten ge mäß dem folgenden Verfahren dargestellt werden.

Eine Bezugsachse wird auf der Oberfläche eines gestreckten Kunststoffilms in der Streck richtung gezeichnet. Ein Bezugspunkt P wird willkürlich auf der Achse festgelegt, und der Wärmeschrumpfgrad des Films wird gemessen in der Richtung, die von dem Bezugspunkt P aus einen Winkel Θ mit der Achse bildet. Indem der gemessene Wert des Wärmeschrumpf grades als Abstand r von dem Punkt P genommen wird, wird der Abstand r auf der Rich tung des Winkels Θ eingetragen. Messung und Eintrag werden bei verschiedenen Winkeln Θ wiederholt. Die Durchschnittswerte von Einträgen bei jedem Winkel werden verbunden, um eine analytische Ellipse um den Bezugspunkt P herum zu zeichnen. In dem Fall der Un tersuchung eines ungestreckten Films wird die Bezugsachse willkürlich festgelegt.

Der Wärmeschrumpfgrad wird folgendermaßen gemessen. Ein Teststuck eines Kunststoffilms wird mit zwei Bezugspunkten markiert. Nachdem eine Wärme- und Zugbelastung von 130°C × 1 kg/mm² eine Minute lang auf das Teststück ausgeübt worden ist, wird der Ab stand L₁ zwischen den Bezugspunkten in der Einheit µm gemessen. Dann wird der Film eine Stunde lang auf 150°C erwärmt ohne ausgeübte Zugbelastung, und der Abstand L₂ Zwi schen den Bezugspunkten wird in der Einheit µm gemessen. Der Wärmeschrumpfgrad R[%] wird gemäß folgender Gleichung (1) erhalten:

R = (L₁-L₂)/L₁ × 100 (1)

Das Teststück eines zur Messung von Wärmeschrumpfgraden verwendeten Kunststoffilms kann die in Fig. 7 gezeigte Gestalt aufweisen. Das Teststück in Fig. 7 ist 140 mm lang und 20 mm in der Querrichtung und ist mit zwei Bezugspunkten (einem Mittelpunkt eines Loches mit einem Durchmesser von jeweils 0,6 mm) in einem Abstand von 80 mm markiert.

Im allgemeinen wird die Exzentrizität ε einer Ellipse durch Gleichung (2) wiedergegeben:

ε = (a²-b²)^1/2/a (2)

worin a den Hauptachsenhalbmesser und b den Nebenachsenhalbmesser bezeichnen.

Die flexible gedruckte Schaltung gemäß der Erfindung wird hergestellt durch Laminieren von wenigstens einem Kunststoffilm und einer leitenden Schicht. Die Exzentrizität der Wärmeschrumpfgrad-Ellipse des zu verwendenden Kunststoffilms wird gewöhnlich vor dem Laminieren gemessen. Da die Exzentrizität kaum durch Laminieren beeinflußt wird, könnte die Messung vorgenommen werden an einem Kunststoffilm, der von einer erzeugten ge druckten Schaltung abgelöst ist.

Der technische Gedanke der Erfindung wird nachfolgend erläutert. Um das Dimensionsge nauigkeitsproblem einer flexiblen gedruckten Schaltung zu klären, untersuchten die Erfinder ausgiebig den Grund für den Dimensionsdefekt. In Folge dessen haben sie herausgefunden, daß der Dimensionsdefekt verursacht wird durch die Flächenanisotropie (in-plane anisotro py) des Wärmeschrumpfgrades des Kunststoffilms. Berücksichtigt man, daß Kunststoffilme in einem gewöhnlichen Herstellprozeß flexibler gedruckter Schaltungen hohen Temperatu ren ausgesetzt sind, konnte leicht erwartet werden, daß der Grad der Wärmeschrumpfung eines Kunststoffilms direkt mit der Dimensionsstabilität des Films zu tun hat. Es hat sich nun herausgestellt, daß nicht nur dem Grad der Wärmeschrumpfung, sondern der Richtungsab hängigkeit der Wärmeschrumpfung, das heißt, der Flächenanisotropie der Wärmeschrump fung angemessene Beachtung geschenkt werden sollte, um eine fehlerhafte Verbindung einer flexiblen gedruckten Schaltung zu vermeiden, besonders einer Schaltung, die eine dichte und feine Leiterschaltungsstruktur aufweist.

Biaxial gestreckte Filme werden oft in der flexiblen gedruckten Schaltung verwendet. Wenn biaxiale Streckbedingungen ein wenig verändert werden, neigt die Anisotropie des Wärme schrumpfgrades zum Schwanken in Abhängigkeit von der Position der Messung. Daher erfordert bei der Verwendung eines biaxialen gestreckten Films die Anisotropie des Wärme schrumpfgrades gebührende Beachtung.

Die Erfinder haben die Flächenanisotropie des Wärmeschrumpfgrades eines Kunststoffilms ausgewertet über die Exzentrizität der Wärmeschrumpfgrad-Ellipse, die durch das obige Verfahren dargestellt wird. In diesem Fall ist die Exzentrizität um so größer, je größer die Anisotropie ist, und umgekehrt.

Ein Beispiel für solch eine Wärmeschrumpfgrad-Ellipse ist in Fig. 1 gezeigt. Θ bezeichnet einen Winkel, der gebildet wird zwischen einer Bezugsachse und der Richtung, in welcher der Wärmeschrumpfgrad gemessen wird. "r" bezeichnet einen Wärmeschrumpfgrad, einge tragen als ein Abstand von dem Bezugspunkt P (durch hohle Kreise angedeutet).

Wenn die Exzentrizität der Wärmeschrumpfgrad-Ellipse 0,7 oder weniger beträgt, vor zugsweise 0,6 oder weniger, zeigt die resultierende flexible gedruckte Schaltung eine aus reichende Dimensionsgenauigkeit, und das Vorkommen fehlerhafter Verbindungen mit an deren elektronischen Bauteilen wie beispielsweise Verbindungssteckern wird wirksam ver hindert.

Wenn im Gegensatz dazu ein Kunststoffilm mit der 0,7 übersteigenden Exzentrizität ver wendet wird, weist die resultierende flexible gedruckte Schaltung eine mangelhafte Dimen sionsgenauigkeit auf, was fehlerhafte Verbindungen mit beträchtlicher Häufigkeit aufgrund großer Flächenschwankungen des Wärmeschrumpfgrades verursacht.

In der Erfindung kann ein Wärmeschrumpfgrad eines Kunststoffilms relativ bestimmt wer den durch Messen eines charakteristischen Wertes, der in enger Beziehung zu dem Wärme schrumpfgrad eines Kunststoffilms steht. Dementsprechend kann die Flächenanisotropie des Wärmeschrumpfgrades eines Kunststoffilms ausgewertet werden durch die Exzentrizität einer Ellipse, die unter Verwendung solch eines charakteristischen Wertes präpariert wird, wie oben beschrieben.

Charakteristische Werte, die in enger Beziehung zu einem Wärmeschrumpfgrad stehen, und aus denen ein Wärmeschrumpfgrad relativ bestimmt werden kann, umfassen die Geschwin digkeit der Ebenen-Ausbreitung von Ultraschallwellen (im folgenden als Ultraschallwellen-Aus breitungsgeschwindigkeit bezeichnet), die Intensität durchgestrahlter polarisierter Mikrowellen (im folgenden als Polarisationsmikrowellen-Durchlaßintensität bezeichnet), und ein Young-Elastizitätsmodul. Eine Ultraschallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit und eine Polarisationsmikrowellen-Durchlaßintensität werden wegen der Zweckmäßigkeit der Messung bevorzugt.

Der hier verwendete Begriff "Ultraschallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit" bedeutet die für Ultraschallimpulse (Frequenz = 25 kHz) benötigte Zeit (Sekunden), sich durch einen Kunststoffilm über eine Strecke von 75 mm bei 23 ± 2°C auszubreiten, oder die daraus be rechnete Ausbreitungsgeschwindigkeit (m/s). Die Ultraschallwellen-Ausbreitungs geschwindigkeit kann leicht und in kurzer Zeit gemessen werden mittels des "Sonic Sheet Tester (SST)", erhältlich von Nomura Shoji K.K.

Ähnlich der Wärmeschrumpfgrad-Ellipse von Fig. 1 wird die Ultraschallwellen-Ausbrei tungsgeschwindigkeit-Ellipse auf Polarkoordinaten gemäß dem folgenden Verfahren ge zeichnet, wofür ein Beispiel in Fig. 2 gezeigt ist.

Ein Bezugspunkt P wird willkürlich auf der Oberfläche eines Kunststoffilms festgelegt, und eine durch den Bezugspunkt P hindurchgehende Bezugsachse wird in beliebiger Richtung gezeichnet. Eine Ultraschallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit wird gemessen in der Richtung, die von dem Bezugspunkt P aus einen Winkel Θ mit der Achse bildet. Indem der gemessene Wert als Abstand r von dem Punkt P genommen wird, wird der Abstand r auf der Richtung des Winkels Θ eingetragen Messung und Eintrag werden bei verschiedenen Winkeln Θ wiederholt. Die Durchschnittswerte von Einträgen bei jedem Winkel werden verbunden, um eine analytische Ellipse um den Bezugspunkt P herum zu zeichnen.

Wenn die Exzentrizität der Ultraschallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit-Ellipse 0,4 oder weniger beträgt, vorzugsweise 0,3 oder weniger, zeigt die resultierende flexible gedruckte Schaltung eine ausreichende Dimensionsgenauigkeit, und eine fehlerhafte Verbindung mit anderen elektronischen Bauteilen wie Verbindungssteckern wird wirksam am Vorkommen gehindert.

Wenn im Gegensatz dazu ein Kunststoffilm mit der 0,4 übersteigenden Exzentrizität in einer flexiblen gedruckten Schaltung verwendet wird, weist der Film eine große Flächenschwan kung des Wärmeschrumpfgrades auf, so daß die resultierende flexible gedruckte Schaltung eine mäßige Dimensionsgenauigkeit aufweist, was fehlerhafte Verbindungen mit großer Häufigkeit verursacht.

Der hier verwendete Begriff "Polarisationsmikrowellen-Durchlaßintensität" bedeutet die Intensität polarisierter Mikrowellen mit einer Frequenz, die willkürlich von 12 bis 13 GHz gewählt wird, nachdem sie durch einen Kunststoffilm in der Dickenrichtung bei 23 ± 2°C durchgestrahlt worden sind, wie in Fig. 9 gezeigt. Die Polarisationsmikrowellen-Durch laßintensität wird leicht und in kurzer Zeit gemessen mit einem Molekularorientie rungsmesser MOA-Serie, erhältlich von Oji Keisokuki K.K.

Ähnlich der Wärmeschrumpfgrad-Ellipse von Fig. 1 wird die Polarisationsmikrowellen-Durch laßintensität-Ellipse auf Polarkoordinaten gemäß dem folgenden Verfahren gezeich net, wofür ein Beispiel in Fig. 3 gezeigt ist. In Fig. 3 ist kein Eintrag (hohle Kreise) ge zeigt, da die Veränderung des Winkels Θ kontinuierlich ist.

Ein Bezugspunkt P wird willkürlich auf der Oberfläche eines Kunststoffilms festgelegt, und eine durch den Bezugspunkt P hindurchgehende Bezugsachse wird in beliebiger Richtung gezeichnet. Polarisierte Mikrowellen werden durch den Bezugspunkt P in der Dickenrich tung durchgestrahlt, und die Intensität der durchgelassenen Mikrowellen wird gemessen. Indem der gemessene Wert als der Abstand r von dem Punkt P genommen wird, wird der Abstand r auf der Richtung des Winkels Θ eingetragen. Messung und Eintrag werden bei verschiedenen Winkeln Θ wiederholt, die zwischen der Bezugsachse und der Richtung des elektrischen Feldes der polarisierten Mikrowellen gebildet werden. Die Durchschnittswerte von Einträgen bei jedem Winkel werden verbunden, um eine analytische Ellipse um den Bezugspunkt P herum zu zeichnen.

Wenn die Exzentrizität der Polarisationsmikrowellen-Durchlaßintensität-Ellipse 0,55 oder weniger beträgt, vorzugsweise 0,45 oder weniger, zeigt die resultierende flexible gedruckte Schaltung eine ausreichende Dimensionsgenauigkeit, und eine fehlerhafte Verbindung mit anderen elektronischen Bauteilen wie Verbindungssteckern wird wirksam am Vorkommen gehindert.

Wenn im Gegensatz dazu ein Kunststoffilm mit der 0,55 übersteigenden Exzentrizität ver wendet wird, weist der Film eine große Flächenschwankung des Wärmeschrumpfgrades auf, so daß die resultierende flexible gedruckte Schaltung eine mäßige Dimensionsgenauigkeit aufweist, was fehlerhafte Verbindungen mit großer Häufigkeit verursacht.

Die Exzentrizität der Polarisationsmikrowellen-Durchlaßintensität-Ellipse oder der Ultra schallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit-Ellipse von Kunststoffilmen wird gewöhnlich vor dem Laminieren der Kunststoffilme gemessen. Da die Exzentrizität dieser Ellipsen kaum durch das Laminieren beeinflußt wird, könnte die Messung an einem Kunststoffilm vorge nommen werden, der von einer erzeugten flexiblen gedruckten Schaltung abgestreift ist.

Die flexible gedruckte Schaltung gemäß der Erfindung umfaßt ein Laminat eines Kunststof films und einer leitenden Schicht. Ein biaxial gestreckter Kunststoffilm wird vorzugsweise verwendet. Das Streckverhältnis beträgt gewöhnlich 1,05 bis 10, vorzugsweise 1,2 bis 9 in der Maschinenrichtung (MR) und 1,2 bis 9 in der Querrichtung (QR). Das MR/QR-Streckverhältnis beträgt vorzugsweise 7/10 bis 10/7.

Der Kunststoffilm muß eine Wärmeschrumpfgrad-Ellipse aufweisen, deren Exzentrizität nicht größer als 0,7 ist, und weist vorzugsweise eine Ultraschallwellen-Ausbreitungs geschwindigkeit-Ellipse auf, deren Exzentrizität nicht größer als 0,4 ist, oder eine Polarisa tionsmikrowellen-Durchlaßintensität-Ellipse, deren Exzentrizität nicht größer als 0,55 ist. In dem Fall eines Kunststoffilms, der biaxial gestreckt worden ist, sind die Exzentrizitäten der Wärmeschrumpfgrad-Ellipse, der Ultraschallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit-Ellipse und der Polarisationsmikrowellen-Durchlaßintensität-Ellipse konstant in der Maschinen richtung, wie in Fig. 8(A) gezeigt, wogegen sie in der Querrichtung schwanken, wobei sie ein Minimum bei der Mitte und ein Maximum an beiden Enden zeigen, wie in Fig. 8(B) gezeigt. Dementsprechend ist es bei Verwendung eines biaxial gestreckten Films erforder lich, daß die Exzentrizität der Wärmeschrumpfgrade nicht größer als 0,7 an beiden Enden in der Querrichtung ist und vorzugsweise die Exzentrizität der Ultraschallwellen-Aus breitungsgeschwindigkeit-Ellipse und die der Polarisationsmikrowellen-Durchlaß intensität-Ellipse nicht größer als 0,4 bzw 0,55 an beiden Enden in der Querrichtung sind.

Der bei der Herstellung flexibler gedruckter Schaltungen verwendete Kunststoffilm wird gewöhnlich gesondert zubereitet. In einigen Fallen wird ein filmbildendes Kunststoffmaterial direkt auf eine Metallfolie als leitende Schicht aufgebracht und veranlaßt, in einen Film zu polymerisieren.

Beispiele für nützliche Materialien des Kunststoffilms umfassen Polyimid, Polyäthernitril, Polyäthersulfon, Polyäthylen-Terephtalat, Polyäthylen-Naphtalat und Polyvinylchlorid. Der Kunststoffilm weist vorzugsweise einen Elastizitätsmodul von nicht weniger als 300 kg/mm² auf, ferner einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von nicht mehr als 3 × 10⁻⁵/°C und eine Glasumwandlungstemperatur von nicht niedriger als 70°C. Von den oben erwähnten Kunst stoffmaterialien werden Polyäthylen-Terephtalat, Polyäthylen-Naphtalat und Polyimid be vorzugt aus der Gesamtberücksichtigung von Wärmebeständigkeit, Dimensionsstabilität, elektrischen Kennwerten, mechanischer Festigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Kosten.

Die als leitende Schicht nützlichen Metalle umfassen Kupfer, Gold, rostfreien Stahl, Alumi nium, Nickel und Legierungen dieser Metalle. Berücksichtigt man Weichheit, Bearbeitbar keit, elektrische Kennwerte und Kosten, werden Kupfer und Kupferlegierungen bevorzugt. Die Metall-Leiterschaltung weist gewöhnlich eine Dicke von 0,002 bis 0,100 mm auf, vor zugsweise 0,005 bis 0,070 mm. Die Leiterschaltung weist gewöhnlich einen Elastizitätsmo dul von 2000 bis 20 000 kg/mm² auf, vorzugsweise 4000 bis 12 000 kg/mm², als Folie ge messen. Der Elastizitätsmodul kann mit einem Zugprüfgerät (Tensilon Tester) gemäß ASTM D-882-83 gemessen werden. Wenn der Elastizitätsmodul einer metallischen Leiter schaltung oder eines metallischen Dünnfilms nach dem Laminieren oder der Strukturbildung zu messen ist, werden die von dem Metallschaltkreis oder -metallischen Dünnfilm verschie denen Elemente entfernt durch Plasmaätzung oder Excimer-(excited dimer)-laserätzung, und nur der Metallschaltkreis oder metallische Dünnfilm wird der oben beschriebenen Mes sung unterworfen.

Laminieren eines Kunststoffilms und einer leitenden Schicht werden gewöhnlich mit einem Klebemittel ausgeführt. Beispiele geeigneter Klebemittel umfassen wärmehärtbare Klebe mittel (zum Beispiel Epoxydgummikleber und Polyesterkleber, bestehend aus eine Poly esterharz, dem ein Isocyanat-Härtungsmittel zugefügt wird), thermoplastische Kleber (zum Beispiel synthetische Gummikleber) und Klebemittel (druckempfindliche Klebemittel, zum Beispiel Acrylkleber). Von diesen werden wärmehärtbare Klebemittel bevorzugt wegen ihrem zufriedenstellenden Verhalten hinsichtlich Haftung, Wärmebeständigkeit, Naßwärme beständigkeit, Bearbeitbarkeit und Dauerhaftigkeit.

Das Verfahren zur Herstellung der flexiblen gedruckten Schaltung der Erfindung wird be schrieben, indem als Beispiel der in Fig. 6(B) gezeigte Laminataufbau genommen wird. Zwei Kunststoffilme 2 und 4 werden zubereitet. Polyimidfilme werden vorzugsweise ver wendet. Diese Kunststoffilme müssen die Bedingung erfüllen, daß die Exzentrizität der Wärmeschrumpfgrad-Ellipse, die durch das oben beschrieben Verfahren erhalten wird, nicht größer als 0,7 ist. Es ist erstrebenswert, daß die Kunststoffilme eine Ultraschallwellen- Ausbreitungsgeschwindigkeit-Ellipse mit einer Exzentrizität von nicht mehr als 0,4 aufwei sen, die durch das oben beschrieben Verfahren erhalten wird, und/oder eine Polarisations mikrowellen-Durchlaßintensität-Ellipse mit einer Exzentrizität von nicht größer als 0,55, die durch das oben beschrieben Verfahren erhalten wird. Die Verwendung von Kunststoffilmen mit solch kleiner Anisotropie in der Wärmeschrumpfung, wie in der Erfindung spezifiziert, führt zur Eliminierung fehlerhafter Verbindungen einer flexiblen gedruckten Schaltung mit anderen elektronischen Bauteilen wie Steckverbindern.

Wie in Fig. 4(A) gezeigt, wird eine Kleberschicht 6 auf einem Kunststoffträgerfilm 4 ge bildet. Die Kleberschicht 6 wird vorgesehen durch Aufbringen eines Klebemittels auf den Kunststoffilm 4, gefolgt von dem Trocknen oder dem Ankleben einer auf einer Ablösefolie gebildeten Kleberschicht auf den Kunststoffilm 4 und Abstreifen der Ablösefolie. Die Kle berschicht 6 weist gewöhnlich eine Dicke von 0,003 bis 0,2 mm auf, vorzugsweise von 0,005 bis 0,05 mm. Eine leitende Schicht 3a wird dann auf der Kleberschicht 6 gebildet. Zum Beispiel wird eine Metallfolie, beispielsweise eine Kupferfolie, auf die Kleberschicht 6 gelegt und durch Rollenanwendung daran geklebt. Die leitende Schicht 3a kann auch durch Elektroplattieren oder Aufsprühen gebildet werden. In diesem Fall ist die Kleberschicht 6 überflüssig, und die leitende Schicht 3a wird direkt auf dem Kunststoffilm 4 gebildet. Die leitende Schicht 3a wird dem Strukturieren durch ein herkömmliches Verfahren unterwor fen, beispielsweise einen Druckprozeß, einen Subtraktionsprozeß oder einen additiven Pro zeß, um die Leiterschaltung 3 zu bilden, wie in Fig. 4(B) gezeigt.

Getrennt davon wird die Kleberschicht 6 auf dem Kunststoffilm 2 zum Abdecken gebildet. Der resultierende Kunststoffilm 2 mit der Kleberschicht 6 und der Kunststoffilm 4 mit der Leiterschaltung 3 werden laminiert, wobei die Kleberschicht 6 des ersteren und die Leiter schaltungsseite des letzteren zueinander hinweisen, wie in Fig. 4(C) gezeigt.

Die zwei Kunststoffilme werden verbunden durch Pressen unter Wärme (Druckverpressen) oder durch vorübergehendes Verbinden mittels einer Walze, gefolgt von der Anwendung von Wärme und/oder Druck. Auf diese Weise wird die in Fig. 4(D) oder Fig. 6(B) ge zeigte flexible gedruckte Schaltung hergestellt. Das Verfahren und die Bedingungen des Laminierens werden geeignet gewählt entsprechend den Arten des Kunststoffilms und des Klebemittels.

Die Dicke der flexiblen gedruckten Schaltung beträgt gewöhnlich 50 bis 800 µm, vorzugs weise 100 bis 600 µm, was von ihrer Verwendung und dergleichen abhängt. Die Gestalt der flexiblen gedruckten Schaltung ist nicht besonders beschränkt, und die flexible gedruckte Schaltung kann verschiedene Gestalten aufweisen, einschließlich einer gebogenen Form, wie in Fig. 5 gezeigt, in Übereinstimmung mit dem Einsatz. Auch die Größe ist nicht be schränkt. Zum Beispiel weist das kleinste umschriebene Viereck der flexiblen gedruckten Schaltung eine lange Seitenlänge L von 10 bis 1000 mm auf, vorzugsweise von 30 bis 600 mm (siehe Fig. 5).

Die Erfindung wird nun mehr im einzelnen erläutert anhand von Beispielen und Vergleichs beispielen, aber es versteht sich, daß die Erfindung nicht als darauf beschränkt ausgelegt wird. Es wird auf Fig. 4 bezug genommen.

Beispiel 1

Eine 0,025 mm dicke biaxial gestreckte Polyimid-Werkstoff-Filmrolle (Los Nr. 1) und ein anderes Los (Los Nr. 2) der gleichen Art wurden hergestellt.

Der Wärmeschrumpfgrad, die Ultraschallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit und die Pola risationsmikrowellen-Durchlaßintensität dieser Werkstoff-Filme wurden gemessen, um ihre Ellipsen gemäß den oben beschriebenen Verfähren zu erhalten, und die Exzentrizität jeder Ellipse wurde berechnet. Die Exzentrizität wurde für 20 Meßpunkte in der Querrichtung einschließlich beider Enden erhalten. Die Meßergebnisse sind nachfolgend gezeigt.

Ein Deckfilm 2 von 250 × 250 mm wurde aus der Polyimid-Werkstoff-Filmrolle des Loses Nr. 1, ausgeschnitten, und ein Trägerfilm 4 der gleichen Größe wurde aus der Polyimid- Werkstoff-Filmrolle des Loses Nr. 2 ausgeschnitten.

Ein Epoxid-Duroplastkleber wurde auf die Oberfläche des Deckfilms 2 aufgetragen und getrocknet, um eine Kleberschicht 6 mit einer Dicke von 0,015 mm zu bilden. Ein Epoxid-Du roplastkleber wurde auf die Oberfläche des Trägerfilmes 4 aufgetragen und getrocknet, um die Kleberschicht 6 mit einer Dicke von 0,025 mm zu bilden.

Eine Kupferfolie 3a mit einer Dicke von 0,035 mm wurde auf die Kleberschicht 6 des Trä gerfilms 4 gelegt und durch Rollen bei einer Rollenflächentemperatur von 120°C verbunden. Die Kupferfolie 3a wurde durch einen Subtraktionsprozeß geätzt, um eine gedruckte Schaltung zu bilden, wie in Fig. 4(B) gezeigt. Die Filme 2 und 4 wurden mit der Kleber schicht 6 laminiert, wobei die Klebeseite des Films 2 und die Schaltkreisseite des Films 4 zueinander hinwiesen, wie in Fig. 4(C) gezeigt, durch Druckverpressen unter den Bedin gungen von 150°C × 1 Stunde × 30 kg/cm², um eine flexible gedruckte Schaltung mit dem Aufbau von Fig. 4(D) herzustellen.

Der Kunststoffdeckfilm 2 und der Kunststoffträgerfilm 4 wurden von der resultierenden flexiblen gedruckten Schaltung abgestreift, und die Flächenanisotropie der Wärme schrumpfung jedes Films wurde auf die gleiche Art ausgewertet, wie oben beschrieben. Die Ergebnisse waren im wesentlichen gleich denen für die jeweiligen Werkstoff-Filme. Das heißt, die Exzentrizität der Wärmeschrumpfgrad-Ellipse war nicht größer als 0,7, die Ex zentrizität der Ultraschallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit-Ellipse war nicht größer als 0,4, und die Exzentrizität der Polarisationsmikrowellen-Durchlaßintensität-Ellipse war nicht größer als 0,55.

Die Dimensionen von 21 000 so hergestellten fertigen flexiblen gedruckten Schaltungen wurden gemessen, um festzustellen, daß keine von ihnen eine Dimensionsverformung von 0,15 mm oder mehr gegenüber der Spezifikation zeigte.

Vergleichsbeispiel 1

Eine Polyimid-Werkstoff-Filmrolle der gleichen Art, wie in Beispiel 1 verwendet, aber von einem unterschiedlichen Los (Los Nr. 3) wurde hergestellt, und die Exzentrizität jeder der charakteristischen Ellipsen wurde auf die gleiche Art wie in Beispiel 1 erhalten. Die erhalte nen Ergebnisse waren folgende.

AL=L<Wärmeschrumpfgrad-Ellipse
Maximum	0,908
Minimum	0,502
Durchschnitt	0,719
Standardabweichung	0,123
Ultraschallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit-Ellipse@	Maximum	0,561
Minimum	0,252
Durchschnitt	0,399
Standardabweichung	0,093
Polarisationsmikrowellen-Durchlaßintensität-Ellipse@	Maximum	0,827
Minimum	0,383
Durchschnitt	0,567
Standardabweichung	0,134

Ein Deckfilm 2 von 250 × 120 mm wurde aus der Polyimid-Werkstoff-Filmrolle des Loses Nr. 3 ausgeschnitten, und ein Trägerfilm 4 der gleichen Größe wurde aus der Polyimid-Werkstoff-Filmrolle des in dem Beispiel 1 verwendeten Loses Nr. 1 ausgeschnit ten. Und flexible gedruckte Schaltungen mit einem in Fig. 4(C) gezeigten Aufbau wurden auf die gleiche Art wie in Beispiel 1 hergestellt.

Bei dem Messen der Dimensionen litten 2054 von 21 000 so hergestellten flexiblen ge druckten Schaltungen unter einer Dimensionsverformung von 0, 15 mm oder mehr gegen über der Spezifikation, und 39 von den 2054 flexiblen gedruckten Schaltungen zeigten eine Dimensionsverformung von 0,18 mm oder mehr.

Wie oben beschrieben, sind die flexible gedruckte Schaltung der Erfindung und das Verfah ren zu ihrer Herstellung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der darin ver wendete Kunststoffilm eine Wärmeschrumpfgrad-Ellipse mit einer Exzentrizität innerhalb eines spezifischen Bereichs zeigt. Da die Flächenanisotropie der Wärmeschrumpfung eines solchen Kunststoffilms so vermindert ist, weist die resultierende flexible gedruckte Schal tung eine verbesserte Dimensionsgenauigkeit auf und ist dadurch frei von schlechten Ver bindungen mit anderen elektronischen Bauteilen wie Verbindungssteckern.

Obzwar die Erfindung im einzelnen und unter Bezugnahme auf ihre spezifischen Beispiele beschrieben worden ist, versteht es sich für den Fachmann, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen darin vorgenommen werden können, ohne von ihrem Gedanken und Rahmen abzuweichen. Zum Beispiel kann die Erfindung auch auf eine gewöhnliche Ver bundfolie angewendet werden, nicht nur auf die flexible gedruckte Schaltung. Die Ver bundfolie gemäß der Erfindung kann auch auf IC-Karten, Kreditkarten oder dergleichen angewendet werden.

Claims

1. Verbundfolie mit einem Kunststoffilm und einer leitenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffilm (4) eine Wärmeschrumpfgrad-Ellipse mit einer Exzentrizität von nicht mehr als 0,7 aufweist.

2. Verbundfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeschrumpf grad-Ellipse definiert ist durch eine Bezugsachse in einer Streckrichtung des Kunststoffilms (4) und einen willkürlich auf der Bezugsachse festgelegten Bezugspunkt (P),und daß die Wärmeschrumpfgrad-Ellipse einen Satz von Abständen (r) von dem Bezugspunkt (P)um faßt, weiche Größen von Wärmeschrumpfgraden des Kunststoffilms (4) wiedergeben in Richtungen, die einen Meßwinkel (Θ) zu der Bezugsachse aufweisen.

3. Verbundfolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffilm (4) einen biaxial gestreckten Film umfaßt.

4. Verbundfolie mit einem Kunststoffilm und einer leitenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffilm (4) eine Ultraschallwellen-Ausbreitungs geschwindigkeit-Ellipse mit einer Exzentrizität von nicht mehr als 0,4 aufweist.

5. Verbundfolie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallwellen-Aus breitungsgeschwindigkeit-Ellipse definiert ist durch einen willkürlich auf dem Kunst stoffilm (4) festgelegten Bezugspunkt (P)und eine durch den Bezugspunkt (P) in einer be liebigen Richtung auf dem Kunststoffilm (4) verlaufende Bezugsachse, und daß die Ultra schallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit-Ellipse einen Satz von Abständen (r) von dem Bezugspunkt (P) umfaßt, welche Größen von Ultraschallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeiten des Kunststoffilms (4) wiedergeben in Richtungen, die einen Meßwinkel (Θ) zu der Bezugsachse bilden.

6. Verbundfolie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffilm (4) einen biaxial gestreckten Film umfaßt.

7. Verbundfolie mit einem Kunststoffilm und einer leitenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffilm (4) eine Polarisationsmikrowellen-Durch laßintensität-Ellipse mit einer Exzentrizität von nicht mehr als 0,55 aufweist.

8. Verbundfolie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsmi krowellen-Durchlaßintensität-Ellipse definiert ist durch einen willkürlich auf dem Kunst stoffilm (4) festgelegten Bezugspunkt (P)und eine durch den Bezugspunkt (P) in einer be liebigen Richtung auf dem Kunststoffilm (4) verlaufende Bezugsachse, und daß die Polari sationsmikrowellen-Durchlaßintensität-Ellipse einen Satz von Abständen (r) von dem Be zugspunkt (P) umfaßt, welche Größen von Ultraschallwellen-Ausbreitungs geschwindigkeiten des Kunststoffilms (4) wiedergeben in Richtungen elektrischer Felder einer polarisierten Mikrowelle, die einen Meßwinkel (Θ) zu der Bezugsachse bilden.

9. Verbundfolie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffilm (4) einen biaxial gestreckten Film umfaßt.

10. Verfahren zum Herstellen einer Verbundfolie, gekennzeichnet durch die Schritte,
daß eine leitende Schicht präpariert wird,
daß ein Kunststoffilm präpariert wird, der eine Wärmeschrumpfgrad-Ellipse mit einer Exzentrizität von nicht mehr als 0,7 aufweist,
und daß der Kunststoffilm und die leitende Schicht laminiert werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Präpa rieren des Kunststoffilms die folgenden Schritte umfaßt,
daß eine Bezugsachse in einer Streckrichtung des Kunststoffilms gezeichnet wird,
daß ein Bezugspunkt willkürlich auf der Bezugsachse festgelegt wird,
daß die Wärmeschrumpfgrade des Kunststoffilms gemessen werden in Richtungen, die einen Meßwinkel Θ zu der Bezugsachse bilden,
daß ein Satz von Abständen von dem Bezugspunkt eingetragen wird, welche Grö ßen der Wärmeschrumpfgrade wiedergeben, um so die Wärmeschrumpfgrad-Ellipse des Kunststoffilms zu erhalten,
daß die Exzentrizität der Wärmeschrumpfgrad-Ellipse berechnet wird,
und daß ein Kunststoffilm gewählt wird, der eine Wärmeschrumpfgrad-Ellipse mit einer Exzentrizität von nicht mehr als 0,7 aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Schritt, daß der Kunststof film biaxial gestreckt wird.

13. Verfahren zum Herstellen einer Verbundfolie, gekennzeichnet durch die Schritte,
daß eine leitende Schicht präpariert wird,
daß ein Kunststoffilm präpariert wird, der eine Ultraschallwellen-Ausbreitungs geschwindigkeit-Ellipse mit einer Exzentrizität von nicht mehr als 0,4 aufweist.,
und daß der Kunststoffilm und die leitende Schicht laminiert werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Präpa rieren des Kunststoffilms die folgenden Schritte umfaßt,
daß ein Bezugspunkt willkürlich auf dem Kunststoffilm festgelegt wird,
daß eine Bezugsachse gezeichnet wird, die durch den Bezugspunkt in einer beliebi gen Richtung auf dem Kunststoffilm verläuft,
daß die Ultraschallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeiten des Kunststoffilms gemes sen werden in Richtungen, die einen Meßwinkel Θ zu der Bezugsachse bilden,
daß ein Satz von Abständen von dem Bezugspunkt eingetragen wird, welche Grö ßen der Ultraschallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeiten wiedergeben, um so die Ultra schallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit-Ellipse des Kunststoffilms zu erhalten,
daß die Exzentrizität der Ultraschallwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit-Ellipse berechnet wird,
und daß ein Kunststoffilm gewählt wird, der eine Ultraschallwellen-Ausbreitungs geschwindigkeit-Ellipse mit einer Exzentrizität von nicht mehr als 0,4 aufweist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch den Schritt, daß der Kunststof film biaxial gestreckt wird.

16. Verfahren zum Herstellen einer Verbundfolie, gekennzeichnet durch die Schritte,
daß eine leitende Schicht präpariert wird,
daß ein Kunststoffilm präpariert wird, der eine Polarisationsmikrowellen-Durch laßintensität-Ellipse mit einer Exzentrizität von nicht mehr als 0,55 aufweist,
und daß der Kunststoffilm und die leitende Schicht laminiert werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Präpa rieren des Kunststoffilms die folgenden Schritte umfaßt,
daß ein Bezugspunkt willkürlich auf dem Kunststoffilm festgelegt wird,
daß eine Bezugsachse gezeichnet wird die durch den Bezugspunkt in einer beliebi gen Richtung auf dem Kunststoffilm verläuft,
daß die Polarisationsmikrowellen-Durchlaßintensitäten des Kunststoffilms gemessen werden in Richtungen elektrischer Felder einer polarisierten Mikrowelle, die einen Meßwin kel Θ zu der Bezugsachse bilden,
daß ein Satz von Abständen von dem Bezugspunkt eingetragen wird, welche Grö ßen der Polarisationsmikrowellen-Durchlaßintensitäten wiedergeben, um so die Polarisati onsmikrowellen-Durchlaßintensität-Ellipse des Kunststoffilms zu erhalten,
daß die Exzentrizität der Polarisationsmikrowellen-Durchlaßintensität-Ellipse be rechnet wird,
und daß ein Kunststoffilm gewählt wird, der eine Polarisationsmikrowellen-Durch laßintensität-Ellipse mit einer Exzentrizität von nicht mehr als 0,55 aufweist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch den Schritt, daß der Kunststof film biaxial gestreckt wird.