JP2006299209A - ボンディングシートとそれを用いた多層フレキシブルプリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】 多層フレキシブルプリント配線板の剛性を高くすることができ、かつ多層フレキシブルプリント配線板を簡便に製造することができるボンディングシートとそれを用いた多層フレキシブルプリント配線板を提供する。
【解決手段】 エポキシ樹脂組成物を織布基材または不織布基材に含浸したプリプレグからなる多層フレキシブルプリント配線板用ボンディングシートであって、プリプレグの１３０℃における溶融粘度が３０００〜７００００ポイズの範囲であることとする。
【選択図】図１

Description

本願発明は、ボンディングシートとそれを用いた多層フレキシブルプリント配線板に関するものである。

近年、電子機器の小型軽量化及び高機能化に伴い、軽量でかつ柔軟性を持つ複数の回路パターンが積層形成された多層フレキシブルプリント配線板が用いられている。このような多層フレキシブルプリント配線板としては、たとえば、回路パターンを形成した内層基板と、他の内層基板または金属箔とがボンディングシートを介して積層され、内層基板、ボンディングシート、金属箔の形成するいずれかの境界面に、内層回路パターンによる凹凸を平坦化する緩衝層を介在させたものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

ところで、多層フレキシブルプリント配線板は、一般的には、たとえば、図３（ａ）に示すように、ボンディングシート（基材なしフィルム）１１、絶縁性有機フィルム４１、カバーレイフィルム３、銅箔２から構成されている。ボンディングシート（基材なしフィルム）１１は、従来より、エポキシ樹脂あるいはアクリル樹脂を主成分とする樹脂からなるものが知られているが、剛性がなく機械的強度が小さいという問題があった。そこで、図３（ｂ）に示すように、ボンディングシート１１で挟持するように補強材５を配設して剛性を高めた構造の多層フレキシブルプリント配線板Ａも提案されているが、この場合には構成が複雑となってしまい、製造コストが高くなってしまうという問題があった。
特開平０５−０３７１５３号公報

本願発明は、以上の通りの背景から、多層フレキシブルプリント配線板の剛性を高くすることができ、かつ多層フレキシブルプリント配線板を簡便に製造することができるボンディングシートとそれを用いた多層フレキシブルプリント配線板を提供することを課題としている。

本願発明は、前記の課題を解決するものとして、第１には、エポキシ樹脂組成物を織布基材または不織布基材に含浸したプリプレグからなる多層フレキシブルプリント配線板用ボンディングシートであって、プリプレグの１３０℃における溶融粘度が３０００〜７００００ポイズの範囲であることを特徴とする。

そして、第２には、上記のボンディングシートにおいて、プリプレグが貫通孔を有することを特徴とする。

また、第３には、上記のボンディングシートにおいて、織布基材がガラスクロスであることを特徴とし、第４には、不織布基材が有機繊維の不織布またはガラス不織布であることを特徴とする。

さらに、本願発明は、第５には、上記のボンディングシートにおいて、織布基材または不織布基材の厚さが０．０２〜０．２ｍｍの範囲であることを特徴とする。

そして、本願発明は、第６には、多層フレキシブルプリント配線板として、以上のいずれかのボンディングシートと、絶縁性有機フィルムと、金属箔と、を重ね合わせ、これを加熱加圧して積層成形して製造することを特徴とする。

前記のとおりの上記の第１の発明によれば、エポキシ樹脂組成物を織布基材または不織布基材に含浸したプリプレグからなる多層フレキシブルプリント配線板用ボンディングシートであって、プリプレグの１３０℃における溶融粘度が３０００〜７００００ポイズの範囲であることにより、多層フレキシブルプリント配線板の剛性を高くすることができ、かつ多層フレキシブルプリント配線板を簡便に製造することができる。また、溶融粘度を限定することにより、屈曲部への樹脂の染み出しを制限する効果がある。

上記の第２の発明によれば、プリプレグが貫通孔を有することにより、多層部分を一括に積層することが可能となり、屈曲部へのボンディングシート積層をさけることができ簡便に製造することができる。

上記の第３の発明によれば、織布基材がガラスクロスであることにより、多層フレキシブルプリント配線板の剛性をさらに高くすることができる。

また、上記の第４の発明によれば、不織布基材が有機繊維の不織布またはガラス不織布であることにより、多層フレキシブルプリント配線板の剛性をさらに高くすることができる。

そして、上記の第５の発明によれば、織布基材または不織布基材の厚さが０．０２〜０．２ｍｍの範囲であることにより、剛性を確保するのに必要な基材厚さを限定することができる。

以上のような顕著な効果は、上記の第６の発明の多層フレキシブルプリント配線板として実際上大きく実現される。

本願発明は前記のとおりの特徴をもつものであるが、以下に、発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本願発明のボンディングシートを用いた多層フレキシブルプリント配線板Ａの構成を模式的に例示した断面図で、ボンディングシート１、絶縁性有機フィルム４、カバーレイフィルム３、金属箔２から構成されている。そして、このボンディングシートは、前記のとおり、エポキシ樹脂組成物を織布基材または不織布基材に含浸したプリプレグからなり、このプリプレグの１３０℃における溶融粘度が３０００〜７００００ポイズの範囲であることを特徴としている。

本願発明におけるエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂を主成分とし、たとえばビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、ビスフェノールＡノボラック型、ビスフェノールＦノボラック型、ナフタレン型、ビフェニル型、ジシクロペンタジエン型などのエポキシ樹脂、多官能エポキシ樹脂、また、これらの臭素化物などを使用することができ、それらを単独または複数組み合わせて使用することができる。特にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂を併用することによって、耐熱性及び信頼性の両者を向上する効果が著しく好ましい。そして、エポキシ樹脂の硬化剤としては、たとえば、ジシアンジアミド、脂肪族ポリアミドなどのアミド系硬化剤や、アンモンア、トリエチルアミンなどのアミン系硬化剤やフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂などのフェノール系硬化剤や酸無水物類などが挙げられる。さらに、必要に応じて、硬化促進剤、各種添加剤、溶剤、無機充填材などをエポキシ樹脂組成物中に含有させることができる。硬化促進剤としては、たとえば、２−エチル−４−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類、トリエチレンジアミン、ジメチルベンジルアミンなどのアミン類、トリブチルホスフィンなどの有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレートなどのテトラフェニルボロン塩などを用いることができる。また、溶剤を配合することにより、エポキシ樹脂組成物の液状化を容易に達成できるが、溶剤としては、たとえばメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メトキシプロパノール（ＭＰ）、ジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ）などを用いることができる。そして、これらのエポキシ樹脂、硬化剤などの成分を配合し、ミキサーやブレンダーなどで混合して液状化したエポキシ樹脂組成物（エポキシ樹脂ワニス）を調製している。

本願発明におけるプリプレグは、以上の液状化したエポキシ樹脂組成物を織布基材または不織布基材に含浸し、半硬化させたものである。この半硬化させたエポキシ樹脂組成物は、加熱すると、いったん粘度が低下して樹脂が流れ、さらに加熱すると硬化して樹脂が流れなくなるため、積層時の取り扱いにおいては半硬化しているため扱いやすく、また、加熱加圧して成形する途中で、ある程度流動性を有するため、気泡が残りにくくなるという特徴がある。この加熱時の流動性を表す特性値のうち、１３０℃に加熱したときに計測される最低粘度値が、１３０℃における溶融粘度であり、フローテスターなどを用いて測定される。

本願発明のボンディングシートは、以上のプリプレグからなるもので、このプリプレグの１３０℃における溶融粘度が３０００〜７００００ポイズの範囲であることを必須としている。この範囲にすることで、加熱加圧時に、屈曲部への樹脂の染み出しを防止する効果があり、さらにプリプレグの織布基材または不織布基材の存在や取り扱いの容易さによって、多層フレキシブルプリント配線板の剛性を高くすることができ、かつ多層フレキシブルプリント配線板を簡便に製造することができるのである。１３０℃における溶融粘度が３０００ポイズ未満の場合には、屈曲部のカバーレイ部へ樹脂が染み出し、７００００ポイズを超えると、成型性が悪くなり、ボイドが発生するため、多層フレキシブルプリント配線板を簡便に製造することができない。

また、本願発明のボンディングシートにおいて、プリプレグが貫通孔を有することが好ましい。この貫通孔は、屈曲部へのプリプレグ積層をさけることができ簡便に製造することが可能である。

この貫通孔の形状としては、長方形などを例示することができる。たとえば、図２はこのボンディングシートの一実施形態を模式的に表した平面図である。図２で表されるボンディングシートを用いて多層フレキシブルプリント配線板を作製する際、ボンディングシートの上下にフレキシブルプリント配線板を積層した後に、図２中の破線で示されるボンディングシートの縁部分を切断するようにする。これによって、屈曲部へのプリプレグ積層をさけることができ簡便に製造することが可能となる。

本願発明における織布基材としては、ガラスクロスなどの無機質繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリイミド繊維、ポリアクリル繊維などの有機繊維の織布を用いることができる。なかでもガラスクロスは入手が容易であって、多層プリント配線板の弾性率を高くすることができるなど、剛性を高くすることができるため好適である。不織布基材としては、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリイミド繊維、ポリアクリル繊維などの有機繊維の不織布、ガラスなどの無機質繊維の不織布を用いることができる。これらの不織布は入手が容易であって、多層プリント配線板の弾性率を高くすることができるなど、剛性を高くすることができるため好適である。なお、ガラス繊維としてはＥガラスやＤガラスを構成材料としたものが例示できる。

織布基材または不織布基材の厚さとしては、剛性を確保することであることを考慮すると、０．０２〜０．２ｍｍの範囲であることが好ましい。０．０２ｍｍ未満では、剛性を確保することが困難であるため好ましくない。０．２ｍｍを超える場合には、実用的な厚さではなく、コスト高であるため好ましくない。

上記のボンディングシートの使用例としては、たとえば、このボンディングシートと絶縁性有機フィルムと金属箔とを重ね合わせ、これを加熱加圧して積層成形し、金属張積層板とする。次いで、この金属箔をエッチングすることにより所望の回路パターンを形成して、多層フレキシブルプリント配線板を製造することができる。また、表面にカバーレイフィルムを貼りあわせた構成としてもよい。金属箔としては、たとえば、銅もしくは銅合金、ニッケルもしくはニッケル合金、アルミニウムもしくはアルミニウム合金などの箔を用いることができ、なかでも銅箔が好適である。

図１を例にして説明すると、両面のフレキシブル基板を各々回路形成し、必要な部分にカバーレイフィルムを積層する。その後、各々のカバーレイ付きフレキシブル基板に貫通孔を有したボンディングシートを介して、積層する。その後、上下層の導通を確保するため、ドリル等で穴あけし、銅めっきを施し多層フレキシブルプリント配線板を製造する。

以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって本願発明が限定されることはない。

＜実施例１〜３及び比較例１〜２＞

ボンディングシートの具体的な製造方法とそれに用いた具体的な材料や調製方法、このボンディングシートを用いた多層フレキシブルプリント配線板の具体的な製造方法を記載する。

実施例１〜３と比較例１はボンディングシートを１枚、比較例２では積層板の銅箔エッチング品の上下にフィルムを組み合わせたものの、両面に銅箔を配置したものをプレスの成形最高温度１８０℃で９０分間加熱しながら、２．９４ＭＰａで加圧して積層成形することによって、両面銅張積層板を作製した。そして、この両面銅張積層板の表面の銅箔を全面エッチングして測定試料を作製した。

（評価）
１．溶融粘度
ボンディングシートの１３０℃における溶融粘度をフローテスター法により測定した。
２．弾性率の測定
ＪＩＳ Ｋ７１２７に準拠して測定試料の弾性率を測定した。

以上の結果を表１に示す。

表１の結果より、プリプレグの１３０℃における溶融粘度が３０００〜７００００ポイズの範囲とする（実施例１〜３）ことで、プリプレグからなるボンディングシートを用いていない比較例１に比べて剛性を高くすることができた。また、補強材を用いて製造した比較例２に比べて簡便に製造することができることも確認できた。

本願発明のボンディングシートを用いた多層フレキシブルプリント配線板の構成を模式的に例示した断面図である。 貫通孔を有するボンディングシートの一実施形態を模式的に例示した平面図である。 従来のボンディングシートを用いた多層フレキシブルプリント配線板の構成を模式的に例示した断面図である。

符号の説明

１ ボンディングシート
１１ ボンディングシート（基材なしフィルム）
２ 銅箔
３ カバーレイフィルム
４１ 絶縁性有機フィルム
５ 補強材

Claims (6)

1. エポキシ樹脂組成物を織布基材または不織布基材に含浸したプリプレグからなる多層フレキシブルプリント配線板用ボンディングシートであって、プリプレグの１３０℃における溶融粘度が３０００〜７００００ポイズの範囲であることを特徴とするボンディングシート。
2. プリプレグが、貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載のボンディングシート。
3. 織布基材が、ガラスクロスであることを特徴とする請求項１または２に記載のボンディングシート。
4. 不織布基材が、有機繊維の不織布またはガラス不織布であることを特徴とする請求項１または２に記載のボンディングシート。
5. 織布基材または不織布基材の厚さが、０．０２〜０．２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のボンディングシート。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のボンディングシートと、絶縁性有機フィルムと、金属箔と、を重ね合わせ、これを加熱加圧して積層成形して製造することを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板。