JP2004235459A

JP2004235459A - フレキシブルプリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JP2004235459A
Application number: JP2003022483A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Arai; 正彦新井
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】ベースフィルムとカバーレイフィルムを熱加圧して接着した後も、導体回路の電極部分に接着剤が流れることを防ぎ、露出が要求される導体回路の電極部分を接着剤で覆われないフレキシブルプリント配線板を得る。
【解決手段】カバーレイフィルム８の開口部１１よりも２〜３ｍｍ大きな金属製の当て板１を、カバーレイフィルム８の開口部１１に押し当て加熱して、開口部１１の周辺部分の接着剤層９を半硬化させる。こうして、カバーレイフィルム８の開口部１１の縁に接着剤の流れを阻止する障壁を形成し、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を熱加圧して接着する時に、カバーレイフィルム８の開口部１１への接着剤の流れ込みを防ぐ。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子機器に使用されるフレキシブルプリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の内部は、多数の部品の配線を必要とする上、空間の広さは限られている。従って、電子機器内の配線には可撓性に優れたフィルム状のフレキシブルプリント配線板（以下、ＦＰＣと略す。）が使用されている。ＦＰＣは、その軽さ、薄さ及び形状の自由度に富む特性から、携帯電話やハンディビデオカメラなどの小型の電子機器やノート型パーソナルコンピューターの内部配線基板として使用されている。また、ＦＰＣの高度の屈曲耐性から、パーソナルコンピューターのハードディスクドライブなどの高密度可動配線基板として多用されている。今後も電子機器の小型化、軽量化及び高性能化に伴い、ＦＰＣの用途は拡大し、需要の増加が見込まれる。
【０００３】
図２にＦＰＣの構造例を示す。このＦＰＣは導体回路１２を有するベースフィルム４と、ベースフィルム４と貼り合わせて導体回路１２を保護絶縁するカバーレイフィルム８とから構成されている。カバーレイフィルム８は、ベースフィルム４と貼り合わせた時に、導体回路１２の電極１３を露出させるための開口部１１を有し、この開口部１１を利用して電極１３を他の電子部品に接続できるようになっている。
【０００４】
図３はベースフィルムを示した図である。ベースフィルム４は、耐熱性が良好なポリイミドやポリエチレンテレフタレートなどのフィルム材層５に、接着剤層６を介して、金属箔層７を接着して構成されており、金属箔層７の不要部分をエッチング法などにより取り去り、導体回路１２が形成されている。
【０００５】
図４はカバーレイフィルムを示した図である。カバーレイフィルム８は、耐熱性が良好なポリイミドやポリエチレンテレフタレートなどのフィルム材層１０に、エポキシ系接着剤などの熱硬化性接着剤からなる接着剤層９を設けて構成されており、金型による打ち抜きなどの手段により開口部１１が形成されている。
【０００６】
図５は、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を貼り合わせて形成されたＦＰＣを示した図である。ベースフィルム４とカバーレイフィルム８は、熱プレス装置を用いて加圧されて、ベースフィルム４の導体回路１２の電極１３が露出するような位置で貼り合わされる。カバーレイフィルム８の接着剤層９は、加圧されることでベースフィルム４に形成された導体回路１２を形成する溝の部分１４に流れ込み、溝を埋め、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８とを一体化させ、ＦＰＣを形成する。
【０００７】
このようなＦＰＣにあっては、ベースフィル４は、導体回路１２の部分が凸状をなしている。ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を熱プレス装置を用いて加圧する際には、ベースフィルム４の導体回路１２にかかる圧力が、他の部分にかかる圧力よりも大きい。このため、カバーレイフィルム８の開口部１１の縁の部分には大きな圧力が加わり、接着剤層９をなす接着剤がカバーレイフィルム８の開口部１１へも流れてしまう。図６は、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８とを貼り合せた後の、カバーレイフィルム８の開口部１１の部分を示す図である。図中符号１５が開口部１１に流れ込んだ接着剤である。
【０００８】
この流れ出た接着剤１１は、導体回路１２の露出すべき電極１３の部分の一部を覆ってしまい、後の工程においてのはんだの接着不良やメッキ不良を発生する要因となる。そのため、流れ出した接着剤を除去することが必要となり、ＦＰＣを製造する工数を増やすこととなる。
【０００９】
このようなＦＰＣに関する先行技術文献としては、例えば以下に示すものがある。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−１８３２６０号公報
【特許文献２】
特開平８−１１３７６４号公報
【００１１】
【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、ベースフィルムとカバーレイフィルムを熱加圧して接着した後も、導体回路の電極部分に接着剤が流れることを防ぎ、導体回路の電極部分が露出するようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、請求項１に記した発明は、少なくとも一方の面に導体回路を有するベースフィルムと、前記ベースフィルムと貼り合せた時に、ベースフィルムの導体回路の一部または全部が露出する開口部を有するとともに、前記ベースフィルムの導体回路を保護絶縁するカバーレイフィルムとを貼り合せるフレキシブルプリント配線板の製造方法において、カバーレイフィルムの開口部の周囲の接着剤層を半硬化させた後、ベースフィルムと貼り合せることを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法である。
【００１３】
また、請求項２に記した発明は、カバーレイフィルムの開口部よりも大きい平面寸法を有する加熱した金属製当て板を、前記カバーレーフィルムの開口部の周辺に押しつけ、前記カバーレイフィルムの開口部の周囲の接着剤層を半硬化させることを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法である。
【００１４】
また、請求項３に記した発明は、半硬化させる接着剤層が、カバーレイフィルムの開口部の周囲２〜３ｍｍの範囲内であることを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
ベースフィルム４とカバーレイフィルム８との接着時に発生するカバーレイフィルム８の開口部１１への接着剤の流れを抑えるには、熱プレス装置での加熱温度を高めるなどして、接着剤の硬化を促進させれば良いが、この方法では、カバーレイフィルムの接着剤全体が流れにくくなってしまい、導体回路１２を形成する溝の部分１４への接着剤の流れ込みが難しくなってしまう。このため、カバーレイフィルム８の開口部１１への接着剤の流れ込みだけを抑制する必要がある。
【００１６】
図１は、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８とを熱圧着する際に用いられる熱プレス装置を示すものである。上方と下方にそれぞれ熱盤２及び３を有し、加熱した２枚の熱盤の間に、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を挟み貼り合わせる。
ここで、熱プレス装置の上側の熱板２に、金属製の当て板１を貼り付けておく。この当て板は銅など熱伝導率が大きい金属からなり、その形状はカバーレイフィルム８の開口部１１よりも２〜３ｍｍ大きく、その厚さは１８〜１００μｍであり、開口部１１の平面形状が円形であれば、円環状の平面形状を有する。
【００１７】
ベースフィルム４とカバーレイフィルム８とを貼り合せる熱加圧時に、カバーレイフィルム８の接着剤層９が、カバーレイフィルム８の開口部１１に流れ込むのを防ぐために、カバーレイフィルム８の開口部１１の周辺部分の接着剤層を１ｍｍ以上の幅で、半硬化させればよい。この接着剤の半硬化は、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８とを貼り合せる前段階の作業であり、カバーレイフィルム８の接着剤層９の多くの部分は硬化されていない状態である。本発明での「半硬化」とは、接着剤の硬化がなかば進み、次工程での加熱時において、ほとんどフローすることなく、固化する程度まで硬化が進行した状態を言う。
【００１８】
図１の熱プレス装置において、熱盤２に貼り付けられた当て板１とカバーレイフィルム８の開口部１１の位置のずれは、最大で１ｍｍ生じる。接着剤層９を半硬化させる当て板１が、カバーレイフィルム８の開口部１１の大きさよりも２ｍｍ以上大きくない場合、半硬化された接着剤層の幅が１ｍｍ以下となる場合も生じる。よって、当て板の大きさはカバーレイフィルム８の開口部１１の大きさよりも２ｍｍ以上大きい必要がある。
【００１９】
一方、当て板１を大きくした場合には、半硬化させる接着剤層の体積が大きくなり、半硬化させるための熱加圧の時間が長くなり、ＦＰＣの製造効率を低下させる。半硬化させた接着剤層は幅１ｍｍあれば、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８とを貼り合せる熱加圧時に、カバーレイフィルム８の接着剤層９が開口部１１に流れ込むのを防ぐので、当て板１は大きくする必要はない。よって、開口部の大きさよりも３ｍｍ大きい寸法を、当て板１の大きさの上限とした。
【００２０】
次に、カバーレイフィルム８の接着剤層９の一部を半硬化させる時、及びベースフィルム４とカバーレイフィルム８とを貼り合せる時の作業条件について説明する。
この状態で、まず、カバーレイフィルム８のみを加熱及び加圧する。この時の熱盤の温度は、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８とを貼り合せる時の加熱よりも低く、５０〜８０℃で行う。また、印加圧力も同様に低く、５〜２０ｋｇｆ／ｃｍ^２で行う。
こうして、カバーレイフィルム８の開口部１１の周辺部分の接着剤層９を半硬化させることで、さらに高い温度、圧力で行われるベースフィルム４とカバーレイフィルム８とを貼り合せる時に、カバーレイフィルム８の開口部１１に接着剤が流れ込むのを防ぐ。
【００２１】
次に、当て板１を上側の熱盤２に貼り付けた状態のまま、熱プレス装置の熱盤の温度を１００〜１８０℃に上昇させ、２５〜１００ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力を３０分〜２時間かけ、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を貼り合わせ、ＦＰＣを形成する。
【００２２】
【作用】
本発明のＦＰＣの製造方法にあっては、カバーレイフィルムの開口部の周辺部分に金属製の当て板で加熱及び加圧することにより、加熱部分の接着剤を硬化させ、カバーレイフィルムの開口部の縁に一種の障壁が作られる。これは、ベースフィルムとカバーレイフィルムとを貼り合せる際に、カバーレイフィルムの接着剤層中のまだ流動可能な接着剤が流れる方向にできた障壁として機能し、接着剤がカバーレイフィルムの開口部に流れ込むのを阻止する。
こうして、露出が要求される導体回路の電極部分が接着剤で覆われることのないフレキシブルプリント配線板が得られる。
【００２３】
【実施例】
次に、本発明に係るＦＰＣの製造方法により製造されたＦＰＣの評価結果を説明する。
図７に示す回路埋め込み評価パターンに、ＪＰＣＡ−ＢＭ０２の埋め込み性評価方法に準じ、導体幅／導体間隙が、０．１５ｍｍ／０．１５ｍｍ，０．２ｍｍ／０．２ｍｍ，０．２５ｍｍ／０．２５ｍｍ，０．３ｍｍ／０．３ｍｍ及び０．５ｍｍ／０．５ｍｍであるＡないしＥの５種類のパターンの導体回路１６を各２個、同一の回路板に２箇所形成してベースフィルムを作成した。図８は回路埋め込み評価パターンの１つを示し、ＡないしＥの部分には図９に示す各１０本の導体回路１７が形成されている。
カバーレイフィルム８には、直径が３ｍｍ，６ｍｍ及び２０ｍｍの丸穴を各３個開け、これら穴の径より２〜３ｍｍ径が大きな厚さ１８μｍ及び１００μｍの銅板を押し当てて、カバーレイフィルム８の開口部１１の周辺部分を加熱し、接着剤層を半硬化させた。その時の加熱及び加圧の条件を表１に示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
その後、加熱温度１６０℃、圧力５０ｋｇｆ／ｃｍ^２で１時間の熱加圧を１時間かけ、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８とを圧着し、評価用のＦＰＣを作成した。熱プレス時のクッションは、図１０に示すＪＰＣＡ−ＢＭ０２のラミネーションの構成に従った。図１０において、符号１８は厚さ約１ｍｍのクッション材、１９はステンレス板、２０は厚さ６０μｍのポリプロピレンフィルム、２１は厚さ１００μｍのポリエチレンフィルム、２２はカバーレーフィルム、２３は厚さ３５μｍの電解銅箔である。
また、これらの試料との比較のために、カバーレイフィルムの開口部の周辺部分の接着剤層を硬化させていない試料も作成した。
【００２６】
このＦＰＣ試料での、カバーレイフィルムの開口部への接着剤の込み状態と導体回路の溝部への接着剤の埋め込み状態を、実体顕微鏡で１６倍の倍率にて観察した。その結果を表２に示す。
表２での接着剤のフローについては、そのカバーレイフィルム８の開口部１１における電極１３を覆う接着剤の量が平面寸法において、５０μｍ未満の時は◎、５０μｍ以上１５０μｍ未満を○、１５０μｍ以上を×で示す。また、導体回路への接着剤の埋め込み性は、導体回路の５種類のパターンに対して、気泡がなく接着剤が流れ込んでいるものを○で示す。
【００２７】
【表２】

厚さ１８μｍ及び１８０μｍの銅板を当て板としてカバーレイフィルムの開口部の周辺部分の接着剤層を半硬化して製造した試料１ないし６について、３種類の大きさの開口部への接着剤の流れ込みは、いずれも１５０μｍに抑えられた。一方、何の処置もしなかった試料１０は、各開口部で１５０μｍ以上の接着剤の流れ込みが見られた。
評価パターンの導体回路への接着剤の埋め込み性は、いずれの試料についても良好であった。
【００２８】
【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配線板の製法によれば、カバーレイフィルムの開口部への接着剤層の流れ込みを防ぐことができるので、ベースフィルム上の導体回路の露出すべき電極を接着剤が覆ってしまうことはなく、ＦＰＣの導通が確保され、その後のはんだの接着やメッキ工程での不良製品の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフレキシブルプリント配線板の製造方法に用いられる熱プレス装置と、ベースフィルム及びカバーレイフィルムを示す概略構成図である。
【図２】フレキシブルプリント配線板の一例を示す概略構成図である。
【図３】ベースフィルムの一例を示す概略構成図である。
【図４】カバーレイフィルムの一例を示す概略構成図である。
【図５】ベースフィルムとカバーレイフィルムの貼り合わせの概略構成図である。
【図６】カバーレイフィルムの開口部周辺の拡大図である。
【図７】回路埋め込み評価パターンの一例を示す概略構成図である。
【図８】回路埋め込み評価パターンの拡大図である。
【図９】回路埋め込み評価パターンの導体パターンの一例を示す概略構成図である。
【図１０】ＪＰＣＡ−ＢＭ０２のラミネーションの一例を示す概略構成図構成図である。
【符号の説明】
１・・・・金属製当て板，４・・・・ベースフィルム，８・・・・カバーレイフィルム，９・・・・接着剤層，１１・・・・開口部，１２・・・・導体回路，１３・・・・電極

Claims

少なくとも一方の面に導体回路を有するベースフィルムと、前記ベースフィルムと貼り合せた時に、ベースフィルムの導体回路の一部または全部が露出する開口部を有するとともに、前記ベースフィルムの導体回路を保護絶縁するカバーレイフィルムとを貼り合せるフレキシブルプリント配線板の製造方法において、
前記カバーレイフィルムの開口部の周囲の接着剤層を半硬化させた後、ベースフィルムと貼り合せることを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法。
カバーレイフィルムの開口部よりも大きい平面寸法を有する加熱した金属製当て板を、前記カバーレーフィルムの開口部の周辺に押しつけ、前記カバーレイフィルムの開口部の範囲の接着剤層を半硬化させることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
半硬化させる接着剤層は、前記カバーレイフィルムの開口部の周囲２〜３ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。