JP2003041234A

JP2003041234A - フレキシブルプリント基板用接着剤

Info

Publication number: JP2003041234A
Application number: JP2001233912A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Arai; 正彦新井; Nobuo Tanabe; 信夫田辺; Kenichi Okada; 顕一岡田
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】繰り返し屈曲を受けてもパターン回路を構成す
る金属箔にクラック、断線が生じることがなく、しかも
ベースフィルム側あるいはカバーレイフィルム側の接着
剤層の接着力が高く、これらが剥離することがないフレ
キシブルプリント基板を得る。【解決手段】カバーレイフィルム側接着剤層およびベー
スフィルム側接着剤層のいずれか一方もしくは両方を、
常温での弾性率０．８ＧＰａ以上、ガラス転移温度８０
℃以上の樹脂マトリクス１１中に、粒径１μｍ以上、弾
性率１．０〜２．５ＧＰａの樹脂粒子１２、１２…を分
散してなる接着剤で構成する。樹脂粒子の占積率を、５
〜５０体積％とし、樹脂マトリクスにポリアミドイミド
樹脂で、樹脂粒子にエポキシ樹脂を使用することが望ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、耐屈曲性に優
れ、接着性も良好なフレキシブルプリント基板およびこ
のフレキシブルプリント基板に用いられる接着剤に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図２は、フレキシブルプリント基板の断
面構造を示すもので、図中符号１は、ベースフィルムを
示す。このベースフィルム１の一方の表面にはベースフ
ィルム側接着剤層２が設けられている。このベースフィ
ルム側接着剤層２の上には銅箔などの金属箔からなるパ
ターン回路３が設けられている。

【０００３】また、符号４は、カバーレイフィルムであ
り、このカバーレイフィルム４の一方の表面にはカバー
レイフィルム側接着剤層５が設けられている。そして、
このカバーレイフィルム４は、そのカバーレイフィルム
側接着剤層５がベースフィルム側接着剤層２に重ね合わ
せられるようにしてベースフィルム１に貼り合わせられ
ている。

【０００４】このようなフレキシブルプリント基板にあ
っては、最近特に、その使用用途から高度の耐屈曲性が
求められている。この耐屈曲性は、繰り返し屈曲を受け
た際、パターン回路３をなす金属箔が破断しないことで
ある。この要求を満たすための手段として、これまで
は、ベースフィルム側接着剤層２をなす接着剤およびカ
バーレイフィルム側接着剤層５をなす接着剤の一方もし
くは両方の弾性率を高めることやガラス転移温度を高め
ることがなされてきた。

【０００５】これらの手段により、フレキシブルプリン
ト基板の使用温度域で各接着剤層２、５の強度、剛性が
保たれ、フレキシブルプリント基板が屈曲された際の曲
げ外力の多くが各接着剤層２、５に負担され、パターン
回路３をなす金属箔へ加わる外力が減少し、パターン回
路３にクラックが生じることが防止される。

【０００６】一般に、接着剤の弾性率を高めたり、ガラ
ス転移温度を高めたりするには、接着剤中の硬化剤量を
増加して、架橋密度を高める方法や接着剤中の可塑成分
を減量する方法などが取られている。しかし、接着剤を
なす樹脂の架橋密度が高くなると、接着剤は可撓性を失
い、接着強度が低下してしまう。

【０００７】特に、従来のフレキシブルプリント基板用
接着剤では、常温から−３０℃での低温環境あるいは４
０℃以上の高温環境において接着強度の低下が著しくな
る。このため、パターン回路３をなす金属箔のクラック
の発生を防止できても、接着剤の接着強度が低いため、
フレキシブルプリント基板を屈曲させた際に、接着剤層
２、５が突然剥離する不都合があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、繰り返し屈曲を受けてもパターン回路を構成
する金属箔にクラック、断線が生じることがなく、しか
もベースフィルム側あるいはガバーレイフィルム側の接
着剤層の接着力が高く、これらが剥離することがないよ
うにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明のフレキシブルプリント基板用接着剤は、常
温での弾性率０．８ＧＰａ以上、ガラス転移温度８０℃
以上の樹脂マトリクス中に、粒径１μｍ以上、弾性率
１．０〜２．５ＧＰａの樹脂粒子を分散してなるもので
ある。また、樹脂粒子の占積率を、５〜５０体積％とす
ることが好ましい。

【００１０】さらに、樹脂マトリクスにポリアミドイミ
ド樹脂を、樹脂粒子にエポキシ樹脂を用いることが、金
属箔、ベースフィルム、カバーレイフィルムとの接着性
が高く、耐熱性、難燃性が良好となって望ましい。ま
た、本発明のフレキシブルプリント基板は、ガバーレイ
フィルム側接着剤層およびベースフィルム側接着剤層の
いずれか一方もしくは両方に、上記接着剤を用いたもの
である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明のフレキシブルプリント基板用接着剤の
硬化後の組織構造を模式的に示すものである。図１にお
いて、符号１１は、この接着剤の主体となる樹脂マトリ
クスを示す。この樹脂マトリクス１１は、ポリアミドイ
ミド樹脂、ポリイミド樹脂、などの熱硬化性樹脂を主成
分とし、これに硬化剤、無機充填材などの添加剤を添加
した組成物からなるもので、なかでもポリアミドイミド
樹脂が接着性、耐熱性などの点で最も好ましい。また、
この樹脂マトリクス１１は、弾性率が０．８ＧＰａ以
上、好ましくは１．０〜１．５ＧＰａで、かつガラス転
移温度が８０℃以上、好ましくは１２０〜２００℃のも
のである。

【００１２】樹脂マトリクス１１の弾性率が０．８ＧＰ
ａ未満あるいはガラス転移温度が８０℃未満では、接着
剤の強度（剛性）が不足し、金属箔からなるパターン回
路のクラックの発生を防止することができず、耐屈曲性
が劣ることになり、耐熱性が低下し、低温環境あるいは
高温環境での接着強度が低下する。

【００１３】この樹脂マトリクス１１中には、無数の樹
脂粒子１２、１２…が分散されている。この樹脂粒子１
２は、弾性率が１．０〜２．５ＧＰａの樹脂からなる粒
径１μｍ以上、好ましくは１．５〜２．０μｍの粒子で
ある。このような樹脂の具体例としては、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などが使
用されるが、なかでもエポキシ樹脂が適している。

【００１４】また、樹脂粒子１２の弾性率が１．０ＧＰ
ａ未満では接着剤の強度（剛性）が不足し、２．５ＧＰ
ａを越えると剥離強度が低下する。また、樹脂粒子の粒
径が１μｍ未満ではクラック抑制効果が低下する。この
樹脂粒子１２の樹脂マトリクス１１中の占積率は、５〜
５０体積％、好ましくは１５〜３５体積％とされ、５体
積％未満では分散粒子による効果が得られず、５０体積
％を超えると海島構造の形成が困難となる。

【００１５】このような接着剤にあっては、その接着剤
層に曲げ外力が作用した際、これに分散されている樹脂
粒子１２が塑性変形して、外力を吸収し、樹脂マトリク
ス１１にクラックが生じることがなく、接着剤層が剥離
することがない。また、樹脂マトリクス１１にポリアミ
ドイミド樹脂を、樹脂粒子１２にエポキシ樹脂を使用し
たものでは、さらに金属箔、ベースフィルム、カバーレ
イフィルムをなすポリイミド樹脂などに対する接着強度
が高く、ガラス転移温度が高いので、耐熱性が優れ、高
温での使用での特性が低下することがない。また、ポリ
アミドイミド樹脂自体が難燃性が高いので、接着剤の難
燃性も高いものとなる。

【００１６】本発明のフレキシブルプリント基板は、カ
バーレイフィルム側接着剤層およびベースフィルム側接
着剤層のいずれか一方もしくは両方を上述の接着剤で構
成したものである。カバーレイフィルムおよびベースフ
ィルムには、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレ
ート樹脂などからなる厚み１０〜１００μｍのフィルム
が用いられる。金属箔には、電解銅箔、圧延銅箔、ニッ
ケル箔などの厚み５〜１００μｍの箔が使用される。ま
た、各接着剤層の厚みは、１０〜１００μｍとされる。

【００１７】このフレキシブルプリント基板の製造は、
特に限定されるものではなく、従来の方法と同様にして
なされるが、例えば上述の接着剤を未硬化状態で、カバ
ーレイフィルムおよびベースフィルムのいずれか一方も
しくは両方に塗布し、ベースフィルム上に金属箔を積層
した後、これらフィルムを重ね合わせ、熱プレスにより
加熱、加圧することで行われる。樹脂マトリクスにポリ
アミドイミド樹脂を使用したものでは、加熱温度は１５
０〜１８０℃、加熱時間１〜３時間とされる。

【００１８】このようなフレキシブルプリント基板は、
接着剤の弾性率、ガラス転移温度が高いので、耐屈曲性
がよく、繰り返し曲げ外力が作用しても、金属箔にクラ
ックが生じ、断線することがない。また、接着剤層に加
わる曲げ外力が、分散されている樹脂粒子の塑性変形で
吸収されるため、接着剤層が破壊してベースフィルムあ
るいはカバーレイフィルムから剥離することがない。さ
らに、耐熱性が高く、−３０℃から＋８０℃までの広い
温度範囲で、特性の低下がない。さらに、難燃性も高い
ものとなる。

【００１９】以下、具体例をしめす。（試験例１）図２に示すフレキシブルプリント基板を作
成した。ベースフィルム１およびカバーレイフィルム４
には、それぞれ厚み２５μｍのポリイミド樹脂フィルム
を、パターン回路３をなす金属箔には、厚み３５μｍの
銅箔を使用した。また、粒径１μｍのエポキシ樹脂粒子
を２５体積％分散したポリアミドイミド樹脂を接着剤と
した。

【００２０】ベースフィルム１上に上記接着剤を厚さ１
０μｍとなるようにバーコーターで塗布してベースフィ
ルム側接着剤層２を形成し、この上に金属箔をラミネー
トして、銅貼積層板（ＣＣＬ）を作成した。カバーレイ
フィルム４の上に同様の接着剤を厚み３０μｍとなるよ
うにバーコーターで塗布してカバーレイフィルム側接着
剤層５を形成し、これを乾燥後ベースフィルム１と熱ラ
ミネートして貼り合わせ（１７０℃、３ｋｇｆ／ｃ
ｍ）、１５０℃で３時間加熱し、硬化させてサンプルと
した。

【００２１】（試験例２）図３に示す構造のフレキシブ
ルプリント基板を作成した。試験例１と同様にして、銅
貼積層板を作成し、カバーレイフィルムを用いずに上記
接着剤を厚さ５０μｍとなるようにバーコーターにて塗
布した。その後、乾燥し、１５０℃で３時間加熱し、硬
化させてサンプルとした。

【００２２】（試験例３）図２と同様の構造のフレキシ
ブルプリント基板を作成した。銅貼積層板およびカバー
レイフィル側の接着剤には、ともに従来の屈曲用途のも
のを使用し、１６０℃で１時間プレスにて貼り合わせ
た。接着剤以外は実施例１と同様の材料を使用してサン
プルとした。

【００２３】（試験例４）銅貼積層板は、試験例３と同
様に従来の屈曲用途の接着剤を用いて作成し、カバーレ
イフィルムに、先に試験例１で使用した接着剤を厚さ３
０μｍになるように塗布し、乾燥後上記銅貼積層板と熱
ラミネートして（１７０℃，３ｋｇｆ／ｃｍ）、１５０
℃で３時間加熱し、硬化してサンプルとした。

【００２４】（試験例５）銅貼積層板には、試験例１と
同様のものを使用し、カバーレイフィルム側の接着剤に
は、従来の屈曲用途のものを使用した。１６０℃で１時
間プレスにて貼り合わせてサンプルとした。

【００２５】（試験例６）ベースフィルム側接着剤およ
びカバーレイフィルム側接着剤に、ガラス転移温度が６
０〜７０℃である汎用のものを使用し、１６０℃で１時
間プレスにて貼り合わせてサンプルとした。

【００２６】（試験例７）ベースフィルム側接着剤およ
びカバーレイフィルム側接着剤に、ガラス転移温度が約
５０℃である汎用のものを使用し、１６０℃で１時間プ
レスにて貼り合わせてサンプルとした。

【００２７】これらのサンプルについて、疲労試験、弾
性率及びガラス転移温度、ピール強度を測定した。疲労
試験は、図４に示した装置を使用して行った。この試験
では、互いに平行に配設された下部治具２１および上部
治具２２にサンプルのフレキシブルプリント基板２３
を、その曲げ半径が２ｍｍとなるように貼り付けた。そ
して、下部治具２１を固定し、上部治具２２を２０ｍｍ
のストローク、１５００回／分の速度で水平方向に往復
動させた。この間、フレキシブルプリント基板２３のパ
ターン回路の電気抵抗の変動を測定し、その値が初期抵
抗値から１０％増加したとき、疲労寿命とした。

【００２８】また、屈曲寿命は、上記疲労試験により疲
労寿命に達する上部治具２２の往復回数で表し、その回
数が１０００万回以上を良好とし、○で表し、１００万
回以上、１０００万回未満を良とし、△で表し、１００
万回未満を不良とし、×で表した。

【００２９】接着剤の弾性率とガラス転移温度は、常温
から９０℃までの範囲で、接着剤層部分の弾性率を動的
粘弾性法により測定することによって求めた。弾性率が
０．８ＧＰａ以上を良好とし、○で表し、０．１ＧＰａ
以上、０．８ＧＰａ未満を良とし、△で表し、０．１Ｇ
Ｐａ未満を不良とし、×で表した。

【００３０】ピール強度測定は、カバーレイフィルム
側、ベースフィルム側の各接着剤層のピール強度を測定
し、０．４ｋｇ／ｃｍ未満を不良とし、×で表した。こ
れらの結果を、表１および表２に分けて示す。表１およ
び表２において、「ＣＬ」とはカバーレイフィルムを、
「ＣＣＬ」とは銅貼積層板（ベースフィルム）を示す。
また、Ｔｇはガラス転移温度である。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】表１および表２の結果から、この発明の接
着剤を用いることにより、耐屈曲性が優れ、接着強度も
広い温度範囲で良好であることがわかる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のフレキシ
ブルプリント基板用接着剤は、常温での弾性率０．８Ｇ
Ｐａ以上、ガラス転移温度８０℃以上の樹脂マトリクス
中に、粒径１μｍ以上、弾性率１．０〜２．５ＧＰａの
樹脂粒子を分散してなるものであるので、この接着剤か
らなる接着剤層に曲げ外力が作用した時に、分散されて
いる樹脂粒子が塑性変形して外力を吸収し、接着層が破
壊することがない。

【００３５】また、弾性率およびガラス転移温度が高く
なっているので、これをフレキシブルプリント基板用接
着剤とした場合に、繰り返し曲げ外力が加わってもこの
外力の一部を接着剤層が負担し、金属箔に加わる力が減
少し、金属箔にクラックが入り、パターン回路が断線す
ることがない。

【００３６】また、樹脂マトリクスとしてポリアミドイ
ミド樹脂を、樹脂粒子としてエポキシ樹脂を用いたもの
では、さらに広い温度域で良好な接着強度が得られ、難
燃性もノンハロゲン系にもかかわらず、高いものとな
る。

【００３７】したがって、本発明のフレキシブルプリン
ト基板にあっては、耐屈曲性が高く、接着力も良好であ
り、接着剤層がベースフィルムあるいはカバーレイフィ
ルムから剥離することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフレキシブルプリント基板用接着剤の
組織構造を模式的に説明する説明図である。

【図２】本発明に係るフレキシブルプリント基板の一例
を示す概略断面図である。

【図３】本試験例２において作成したフレキシブルプリ
ント基板を示す概略断面図である。

【図４】本試験例における疲労試験に用いられる装置の
要部を示す概略構成図である。

【符号の説明】

２…ベースフィルム側接着剤層、４…カバーフィルム側
接着剤層、１１…樹脂マトリクス、１２…樹脂粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡田顕一東京都江東区木場一丁目５番１号株式会社フジクラ内Ｆターム(参考） 4J040 EC002 EH031 KA03 LA02 LA06 NA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】常温での弾性率０．８ＧＰａ以上、ガラス
転移温度８０℃以上の樹脂マトリクス中に、粒径１μｍ
以上、弾性率１．０〜２．５ＧＰａの樹脂粒子を分散し
てなるフレキシブルプリント基板用接着剤。
【請求項２】樹脂粒子の占積率が、５〜２５体積％であ
る請求項１記載のフレキシブルプリント基板用接着剤。
【請求項３】樹脂マトリクスがポリアミドイミド樹脂
で、樹脂粒子がエポキシ樹脂である請求項１記載のフレ
キシブルプリント基板用接着剤。
【請求項４】カバーレイフィルム側接着剤層およびベー
スフィルム側接着剤層のいずれか一方もしくは両方が、
請求項１ないし３のいずれかに記載のフレキシブルプリ
ント基板用接着剤で構成されたフレキシブルプリント基
板。