JP2005072275A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線板を構成する回路層を備えた絶縁性基材および接着層を備えたカバー材の組成自体には手を加えることなく、耐マイグレーション性の向上を図る。
【解決手段】プリント配線板（１）は、銅からなる回路層（１４）を備えた絶縁性基材（１１）に、接着層（２２）を備えたカバー材（２１）を貼り合わせて構成される。このプリント配線板（１）において、接着層（２２）にベンゾトリアゾール（２３）を含浸させてある。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばフレキシブルプリント配線板に適用可能なプリント配線板と、プリント配線板の製造方法に関するものである。

従来のフレキシブルプリント配線板の製造工程では、片面銅箔付きプリント基板（ＣＣＬ）にエッチングレジストとしてドライフィルムを貼り、露光、現像、エッチングの各処理を経て回路を形成したのち、カバーレイ（ＣＬ）を貼り合わせてキュアすることによって製造している。

このようにして製造されたフレキシブルプリント配線板の場合、電極間の絶縁層に吸湿などで水分が存在すると、電界が印加されたとき、アノード側の銅が溶解してカソード側へ移動し、カソード側で析出してアノード方向へ成長する現象、すなわちマイグレーションが発生し、最悪の場合は回路間ショートに至ることが知られている。

このようなマイグレーションの発生を抑制するため、従来、フレキシブルプリント配線板およびカバーレイに用いる樹脂組成物にイオン性不純物が可及的に少ないＮＢＲゴムを含むことで、樹脂組成物全体にイオン性不純物が少なく、それにより耐マイグレーション性を向上させることが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

また、従来、絶縁層を構成する接着剤組成物に炭酸カルシウムなどのアルカリ性充填剤を含有することで、接着剤層に酸性域が形成されず、それにより耐マイグレーション性を向上させることも提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
特開２００１−３３９１３１号公報 特開２０００−４４９１６号公報

しかしながら、このような従来のものは、樹脂組成物または接着剤組成物の組成自体に手を加えることで耐マイグレーション性の向上を図るものであり、必然的に、その組成物の製造工程から変更しなければならないという問題がある。

この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、プリント配線板を構成する回路層を備えた絶縁性基材および接着層を備えたカバー材の組成自体には手を加えることなく、耐マイグレーション性の向上を図ることのできるプリント配線板およびその製造方法を提供することにある。

この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、銅からなる回路層を備えた絶縁性基材に、接着層を備えたカバー材を貼り合わせて構成されるプリント配線板において、前記接着層にベンゾトリアゾールを含浸させたプリント配線板である。

請求項２に係る発明は、ポリイミド基材の片面に接着された銅箔を処理して形成される回路層に、接着層を備えたポリイミドカバー材を貼り合わせて構成されるプリント配線板において、前記接着層にベンゾトリアゾールを含浸させたプリント配線板である。

請求項３に係る発明は、銅からなる回路層を備えた絶縁性基材に、接着層を備えたカバー材を貼り合わせて構成されるプリント配線板の製造方法であって、前記カバー材をベンゾトリアゾール水溶液中に浸漬する工程と、前記接着層にベンゾトリアゾールを含浸させるのに要する時間経過後、前記カバー材をベンゾトリアゾール水溶液から取り出す工程と、前記回路層と前記接着層とを向かい合わせにして前記絶縁性基材に前記カバー材を貼り合わせる工程と、を含むプリント配線板の製造方法である。

請求項４に係る発明は、ポリイミド基材の片面に接着された銅箔から形成される回路層に、接着層を備えたポリイミドカバー材を貼り合わせて構成されるプリント配線板の製造方法であって、前記ポリイミド基材の片面に接着された銅箔を処理して回路層を形成する工程と、前記ポリイミドカバー材をベンゾトリアゾール水溶液中に浸漬する工程と、前記接着層にベンゾトリアゾールを含浸させるのに要する時間経過後、前記ポリイミドカバー材をベンゾトリアゾール水溶液から取り出す工程と、前記回路層と前記接着層とを向かい合わせにして前記ポリイミド基材に前記ポリイミドカバー材を貼り合わせる工程と、を含むプリント配線板の製造方法である。

この発明は以上のように、銅からなる回路層を備えた絶縁性基材に、接着層を備えたカバー材を貼り合わせて構成されるプリント配線板において、前記接着層にベンゾトリアゾールを含浸させた構成としたので、回路層をなす銅の表面に密着する接着層に含浸されたベンゾトリアゾールがアノード側における銅の溶解を抑制することで、マイグレーションの発生を抑制することができ、それにより、プリント配線板を構成する回路層を備えた絶縁性基材および接着層を備えたカバー材の組成自体には手を加えることなく、耐マイグレーション性の向上を図ることができる効果がある。

この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明によるプリント配線板の一実施形態を示す説明図であり、このプリント配線板１は、片面銅箔付きプリント基板（ＣＣＬ）１０に形成した回路層１４に、接着層２２にベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）２３を含浸させたカバーレイ（ＣＬ）２０を貼り合わせて構成したものである。

片面銅箔付きプリント基板（ＣＣＬ）１０は、絶縁性基材としてのポリイミド基材１１の片面に接着層１２を介して銅箔１３（図２（ａ）参照）が接着されたものであり、この銅箔１３をエッチングすることで回路層１４が形成されたものである。

また、カバーレイ（ＣＬ）２０は、カバー材としてのポリイミドカバー材２１の片面に、ベンゾトリアゾール２３を含浸させた接着層２２を備えたものである。

このようなプリント配線板１は、回路層１４をなす銅の表面に密着する接着層２２にベンゾトリアゾール２３が含浸されているため、この含浸されたベンゾトリアゾール２３がアノード側における銅の溶解を抑制することで、マイグレーションの発生が抑制される。

図２は、図１に示すプリント配線板１の製造方法を示す説明図であり、まず、図２（ａ）に示すように、絶縁性基材としてのポリイミド基材１１の片面に接着層１２を介して銅箔１３が接着された片面銅箔付きプリント基板（ＣＣＬ）１０を出発材料として用意する。

片面銅箔付きプリント基板（ＣＣＬ）１０の絶縁性基材１１は、ポリイミドフィルムに限らず、例えばポリエステルフィルムでもよい。また、両面銅箔付きプリント基板も使用可能である。さらに、フレキシブルプリント基板に限らず、例えばエポキシ樹脂系やフェノール樹脂系を用いたリジットプリント基板を使用することも可能である。

つぎに、この片面銅箔付きプリント基板（ＣＣＬ）１０の銅箔１３をエッチングすることで、図２（ｂ）に示すように、配線パターンをなす回路層１４を片面に備えた回路形成済み配線板１０Ａを作製する。

一方、これとは別に、図２（ｃ）に示すように、カバー材としてのポリイミドカバー材２１の片面に接着層２２を備えたカバーレイ（ＣＬ）２０を用意する。カバーレイ２０のカバー材２１は、ポリイミドフィルムに限らず、例えばポリエステルフィルムでもよい。

また、カバーレイ２０の接着層２２は、エポキシ系、ポリエステル系、フェノール系、アクリル系等の熱硬化性接着剤、あるいは熱可塑性ポリイミド等により構成されるもので、いずれも含水性を有するものである。

つぎに、このカバーレイ２０を、図２（ｄ）に示すように、槽３０内に満たされたベンゾトリアゾールまたはベンゾトリアゾール誘導体（ＢＴＡ）の水溶液３１中に浸漬する。この浸漬後所要時間が経過すると、接着層２２にベンゾトリアゾール２３が浸透し、ベンゾトリアゾール２３が接着層２２に含浸される。

接着剤層２２に含浸されるベンゾトリアゾール２３の含浸量は、ベンゾトリアゾールまたはベンゾトリアゾール誘導体の水溶液３１中のベンゾトリアゾール濃度、水溶液３１の温度、浸漬時間、浸漬圧力等によって調整することができる。

例えば、水溶液３１中のベンゾトリアゾール濃度が２％程度で、水溶液３１の温度が室温相当である場合、浸漬時間は３時間以上であることが好ましい。水溶液３１中のベンゾトリアゾール濃度を上げるか、または、水溶液３１の温度を上げることで、あるいは、加圧状態で浸漬することで、浸漬時間は短縮することができる。

そして、この浸漬開始から、接着層２２にベンゾトリアゾール２３を含浸させるのに要する時間が経過した後、図２（ｅ）に示すように、カバーレイ２０を槽３０から取り出し、水洗後乾燥させる。

つぎに、図２（ｆ）に示すように、回路層１４と接着層２２とを向かい合わせにして、回路形成済み配線板１０Ａにカバーレイ２０を貼り合わせることで、プリント配線板１を作製する。

このようにして製造されたプリント配線板１は、回路層１４をなす銅の表面に密着する接着層２２にベンゾトリアゾール２３が含浸されているため、この含浸されたベンゾトリアゾール２３がアノード側における銅の溶解を抑制することで、マイグレーションの発生が抑制される。

絶縁性基材１１がポリイミドフィルムで、回路層１４の幅および間隔がいずれも８０μｍの櫛歯状回路を形成した回路形成済み配線板１０Ａを用いて、この回路形成済み配線板１０Ａに、カバー材２１がポリイミドフィルムで、２％ＢＴＡ水溶液に室温で３時間浸漬し、乾燥させたカバーレイ２０を貼り合わせることで、マイグレーション試験サンプル用のプリント配線板１を作製した。

このプリント配線板１を用いて、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨ、印加電圧５０Ｖの条件下でマイグレーション試験を行い、１０００時間後の絶縁抵抗の計測を行った。さらに試料を取り出してマイグレーションの発生を観察した。

１０００時間後の絶縁抵抗は１．５×１０^８Ωとなり、マイグレーションの発生は見られなかった。

実施例１と同じ回路形成済み配線板１０Ａに、カバー材２１がポリイミドフィルムで、２％ＢＴＡ水溶液に室温で６時間浸漬し、乾燥させたカバーレイ２０を貼り合わせることで、マイグレーション試験サンプル用のプリント配線板１を作製した。

このプリント配線板１を用いて、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨ、印加電圧５０Ｖの条件下でマイグレーション試験を行い、１０００時間後の絶縁抵抗の計測を行った。さらに試料を取り出してマイグレーションの発生を観察した。

１０００時間後の絶縁抵抗は１．２×１０^８Ωとなり、マイグレーションの発生は見られなかった。

実施例１と同じ回路形成済み配線板１０Ａに、カバー材２１がポリイミドフィルムで、２％ＢＴＡ水溶液に室温で１２時間浸漬し、乾燥させたカバーレイ２０を貼り合わせることで、マイグレーション試験サンプル用のプリント配線板１を作製した。

このプリント配線板１を用いて、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨ、印加電圧５０Ｖの条件下でマイグレーション試験を行い、１０００時間後の絶縁抵抗の計測を行った。さらに試料を取り出してマイグレーションの発生を観察した。

１０００時間後の絶縁抵抗は１．１×１０^８Ωとなり、マイグレーションの発生は見られなかった。

実施例１と同じ回路形成済み配線板１０Ａに、カバー材２１がポリイミドフィルムで、２％ＢＴＡ水溶液に室温で２４時間浸漬し、乾燥させたカバーレイ２０を貼り合わせることで、マイグレーション試験サンプル用のプリント配線板１を作製した。

このプリント配線板１を用いて、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨ、印加電圧５０Ｖの条件下でマイグレーション試験を行い、１０００時間後の絶縁抵抗の計測を行った。さらに試料を取り出してマイグレーションの発生を観察した。

１０００時間後の絶縁抵抗は１．０×１０^８Ωとなり、マイグレーションの発生は見られなかった。

［比較例１］
実施例１と同じ回路形成済み配線板１０Ａに、カバー材２１がポリイミドフィルムで、ＢＴＡ水溶液に全く浸漬しないままのカバーレイ２０を貼り合わせることで、マイグレーション試験サンプル用のプリント配線板１を作製した。

このプリント配線板１を用いて、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨ、印加電圧５０Ｖの条件下でマイグレーション試験を行い、１０００時間後の絶縁抵抗の計測を行った。さらに試料を取り出してマイグレーションの発生を観察した。

１０００時間後の絶縁抵抗は１．６×１０^７Ωとなり、マイグレーションの発生が見られた。

［比較例２］
実施例１と同じ回路形成済み配線板１０Ａに、カバー材２１がポリイミドフィルムで、２％ＢＴＡ水溶液に室温で０．２５時間（１５分間）浸漬し、乾燥させたカバーレイ２０を貼り合わせることで、マイグレーション試験サンプル用のプリント配線板１を作製した。

このプリント配線板１を用いて、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨ、印加電圧５０Ｖの条件下でマイグレーション試験を行い、１０００時間後の絶縁抵抗の計測を行った。さらに試料を取り出してマイグレーションの発生を観察した。

１０００時間後の絶縁抵抗は１．２×１０^７Ωとなり、マイグレーションの発生が見られた。

［比較例３］
実施例１と同じ回路形成済み配線板１０Ａに、カバー材２１がポリイミドフィルムで、２％ＢＴＡ水溶液に室温で０．５時間（３０分間）浸漬し、乾燥させたカバーレイ２０を貼り合わせることで、マイグレーション試験サンプル用のプリント配線板１を作製した。

このプリント配線板１を用いて、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨ、印加電圧５０Ｖの条件下でマイグレーション試験を行い、１０００時間後の絶縁抵抗の計測を行った。さらに試料を取り出してマイグレーションの発生を観察した。

１０００時間後の絶縁抵抗は１．８×１０^７Ωとなり、マイグレーションの発生が見られた。

［比較例４］
実施例１と同じ回路形成済み配線板１０Ａに、カバー材２１がポリイミドフィルムで、２％ＢＴＡ水溶液に室温で１時間浸漬し、乾燥させたカバーレイ２０を貼り合わせることで、マイグレーション試験サンプル用のプリント配線板１を作製した。

このプリント配線板１を用いて、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨ、印加電圧５０Ｖの条件下でマイグレーション試験を行い、１０００時間後の絶縁抵抗の計測を行った。さらに試料を取り出してマイグレーションの発生を観察した。

１０００時間後の絶縁抵抗は２．６×１０^７Ωとなり、マイグレーションの発生が見られた。

［比較例５］
実施例１と同じ回路形成済み配線板１０Ａに、カバー材２１がポリイミドフィルムで、２％ＢＴＡ水溶液に室温で２時間浸漬し、乾燥させたカバーレイ２０を貼り合わせることで、マイグレーション試験サンプル用のプリント配線板１を作製した。

このプリント配線板１を用いて、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨ、印加電圧５０Ｖの条件下でマイグレーション試験を行い、１０００時間後の絶縁抵抗の計測を行った。さらに試料を取り出してマイグレーションの発生を観察した。

１０００時間後の絶縁抵抗は４．５×１０^７Ωとなり、マイグレーションの発生が見られた。

実施例１〜４および比較例１〜５の試験結果を図３にまとめた。なお、図３において、〇はマイグレーションの発生がないことを、×はマイグレーションの発生があることを示す。

図４は、ＢＴＡ水溶液３１の濃度と温度を変えて、実施例１と同じカバーレイ２０をＢＴＡ水溶液３１に浸漬したとき、そのカバーレイ２０を実施例１と同じ回路形成済み配線板１０Ａに貼り合わせて作製したプリント配線板１のマイグレーションの発生が抑制される（発生しない）のに必要な最低浸漬時間を調べた試験結果を示す。

図４に示す各時間だけＢＴＡ水溶液３１に浸漬して作製したそれぞれのプリント配線板１について、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨ、印加電圧５０Ｖの条件下でマイグレーション試験を行ったところ、１０００時間後の絶縁抵抗は１×１０^８ Ω以上であり、また、マイグレーションは発生しなかった。

なお、図４において、×はＢＴＡが溶解しないことを示す。

図４から明らかなように、ＢＴＡ水溶液３１の濃度は高いほうが、接着層２２にベンゾトリアゾール２３が浸透しやすく、そのため短時間の浸漬でマイグレーションの発生を抑制する効果がある。

また、図４から明らかなように、ＢＴＡ水溶液３１の温度は高いほうが、接着層２２にベンゾトリアゾール２３が浸透しやすく、そのため短時間の浸漬でマイグレーションの発生を抑制する効果がある。

この発明によるプリント配線板の一実施形態を示す説明図である。 この発明によるプリント配線板の製造工程を示す説明図である。 実施例および比較例の試験結果を示す表である。 ＢＴＡ水溶液濃度、温度、浸漬時間の関係の試験結果を示す表である。

符号の説明

１ プリント配線板
１０ 片面銅箔付きプリント基板（ＣＣＬ）
１０Ａ 回路形成済み配線板
１１ ポリイミド基材（絶縁性基材）
１２ 接着層
１３ 銅箔
１４ 回路層
２０ カバーレイ（ＣＬ）
２１ ポリイミドカバー材（カバー材）
２２ 接着層
２３ ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）
３０ 槽
３１ ベンゾトリアゾールまたはベンゾトリアゾール誘導体（ＢＴＡ）の水溶液

Claims (4)

1. 銅からなる回路層を備えた絶縁性基材に、接着層を備えたカバー材を貼り合わせて構成されるプリント配線板において、
   前記接着層にベンゾトリアゾールを含浸させたことを特徴とするプリント配線板。
2. ポリイミド基材の片面に接着された銅箔を処理して形成される回路層に、接着層を備えたポリイミドカバー材を貼り合わせて構成されるプリント配線板において、
   前記接着層にベンゾトリアゾールを含浸させたことを特徴とするプリント配線板。
3. 銅からなる回路層を備えた絶縁性基材に、接着層を備えたカバー材を貼り合わせて構成されるプリント配線板の製造方法であって、
   前記カバー材をベンゾトリアゾール水溶液中に浸漬する工程と、
   前記接着層にベンゾトリアゾールを含浸させるのに要する時間経過後、前記カバー材をベンゾトリアゾール水溶液から取り出す工程と、
   前記回路層と前記接着層とを向かい合わせにして前記絶縁性基材に前記カバー材を貼り合わせる工程と、
   を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
4. ポリイミド基材の片面に接着された銅箔から形成される回路層に、接着層を備えたポリイミドカバー材を貼り合わせて構成されるプリント配線板の製造方法であって、
   前記ポリイミド基材の片面に接着された銅箔を処理して回路層を形成する工程と、
   前記ポリイミドカバー材をベンゾトリアゾール水溶液中に浸漬する工程と、
   前記接着層にベンゾトリアゾールを含浸させるのに要する時間経過後、前記ポリイミドカバー材をベンゾトリアゾール水溶液から取り出す工程と、
   前記回路層と前記接着層とを向かい合わせにして前記ポリイミド基材に前記ポリイミドカバー材を貼り合わせる工程と、
   を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。

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