JP2010201778A - 熱プレス用クッションフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルプリント回路配線板の歩留まりを向上させることができる熱プレス用クッションフィルムを提供すること。
【解決手段】ベースフィルム５上に金属回路層７を形成してなる金属張積層板２００とカバーレイ１００とを、熱プレス板５０を用いてプレスする際にカバーレイ１００と熱プレス板５０との間に配置される熱プレス用クッションフィルム１０であって、樹脂フィルム１と、樹脂フィルム１と積層一体化され、紙で構成される紙層２とを備える熱プレス用クッションフィルム１０。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱プレス用クッションフィルムに関する。

フレキシブルプリント回路配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）は、屈曲性に優れるため、その優れた屈曲性能を生かして、ハードディスクドライブのヘッド部分における回路基板や、携帯電話に内蔵される回路基板としてよく用いられている。

ＦＰＣは一般に、金属張積層板とカバーレイとを熱プレス板でプレスすることによって得ることができる。ここで、金属張積層板は、べースフィルム上に金属回路層を設けてなり、カバーレイは、絶縁フィルム上に接着剤層を設けてなるものである。

しかし、ＦＰＣは表面に凹凸を有する。このため、金属張積層板とカバーレイとを熱プレス板でプレスする際には、ＦＰＣの表面に均等に押圧力を加えるために、熱プレス板とＦＰＣとの間に柔らかい樹脂製のシートが配置されるのが一般的である（下記特許文献１参照）。この場合、金属張積層板とカバーレイとを熱プレス板でプレスすると、金属回路層間の隙間にカバーレイが入り込み、金属回路層の凹凸に追従してカバーレイがその凹凸に沿った形状となり、それに伴って樹脂製シートの表面に絶縁フィルムと相補的な凸凹形状が形成される。こうしてＦＰＣの表面に均等に押圧力を加えることができる。

特開２００７−６２１７５号公報

しかし、上記特許文献１に記載の樹脂製シートは以下に示す課題を有していた。

即ち、樹脂製のシートは、熱プレス板によるプレス中に加熱により膨張するため、樹脂シートの表面に形成された凸凹形状の寸法が変化する。このため、それに伴って、カバーレイの凹凸形状の寸法が変化し、最終的には金属回路層の位置ずれが起こって、ＦＰＣの歩留まりが低下するおそれがあった。

ここで、金属張積層板とカバーレイとを熱プレス板でプレスする際に、熱プレス板とカバーレイとの間に、樹脂シートに加え、さらに紙を配置することもある。しかし、この場合、紙と樹脂シートとの間に異物が混入するおそれがあり、この混入した異物の存在によって、ＦＰＣの表面に加えられる押圧力が不均等となり、金属回路層間の隙間にカバーレイが十分に入り込まなくなるおそれがある。その結果、金属回路層とカバーレイとの間に空隙が生じ、この空隙が熱によって膨張することによりＦＰＣの外観不良を引き起こすおそれがある。そして、このこともＦＰＣの歩留まりを低下させる要因となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＦＰＣの歩留まりを向上させることができる熱プレス用クッションフィルムを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、熱プレス成形用クッションフィルムとして、樹脂シートに紙を密着させたものを用いることにより上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち本発明は、ベースフィルム上に金属回路層を形成してなる金属張積層板とカバーレイとを、熱プレス板を用いてプレスする際に前記カバーレイと前記熱プレス板との間に配置される熱プレス用クッションフィルムであって、樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムと積層一体化され、紙で構成される紙層とを備えることを特徴とする熱プレス用クッションフィルムである。

この熱プレス用クッションフィルムによれば、金属張積層板とカバーレイとを、熱プレス板を用いてプレスする際に、カバーレイと熱プレス板との間に配置されると、紙の熱膨張係数は樹脂フィルムに比べてかなり小さいため、樹脂フィルムが熱プレス板によるプレス中に加熱により膨張しても、その膨張が紙層によって抑制される。このため、金属張積層板の金属回路層に追従して、樹脂フィルムのカバーレイ側の表面に凸凹形状が形成されても、その寸法変化を小さくすることができる。このため、それに伴って、カバーレイの凹凸形状の寸法変化を小さくして、最終的に金属張積層板の金属回路層の位置ずれを十分に抑制することができる。また本発明の熱プレス用クッションフィルムは、樹脂フィルムと紙層とを積層一体化したものであるため、紙層と樹脂フィルムとの間に異物が混入することがない。このため、この混入した異物の存在によって、ＦＰＣの表面に加えられる押圧力が不均等となることが十分に防止され、金属回路層間の隙間にカバーレイがしっかりと入り込み、その結果、金属回路層とカバーレイとの間に生じる空隙の熱膨張によってフレキシブルプリント配線板の外観不良を引き起こすおそれもない。

前記樹脂フィルムは、前記紙層に形成された隙間に食い込んでいることが好ましい。この場合、樹脂フィルムの熱膨張が紙層によってさらに抑制されるため、金属張積層板の金属回路層の位置ずれがより十分に抑制される。

前記樹脂フィルムは、前記紙層に接触して設けられる第１樹脂層と、前記第１樹脂層に対して前記紙層と反対側に設けられる第２樹脂層とを有し、前記第１樹脂層がポリエチレンから構成され、前記第２樹脂層がポリプロピレンから構成されることが好ましい。

このように第１樹脂層としてポリエチレンを用いると、ポリエチレンとは異なる樹脂を用いた場合に比べて第１樹脂層が紙層の隙間に食い込みやすくなり、金属回路層の位置ずれがより抑制される。また第２樹脂層は、特に絶縁フィルムがポリイミドである場合に絶縁フィルムに対して優れた離型性を示すこととなる。

また前記樹脂フィルムは、前記紙層に接触して設けられる第１樹脂層と、前記第１樹脂層に対して前記紙層と反対側に設けられる第２樹脂層と、前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層間に設けられる第３樹脂層とを有し、前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層がポリプロピレンから構成され、前記第３樹脂層がポリエチレンから構成されることが好ましい。

第１樹脂層としてポリエチレンを用いると、紙層を構成する紙の種類によっては紙に食い込み過ぎて突き抜けることがあるところ、第１樹脂層としてプロピレンを用いると、このような突き抜けを抑えながら紙層へのある程度の食込みを実現することができる。また第２樹脂層は、特に絶縁フィルムがポリイミドである場合に絶縁フィルムに対して優れた離型性を示すこととなる。さらに第３樹脂層としてポリエチレンが用いられるため、熱プレス時に溶融状態となりやすく、樹脂フィルムの柔軟化が容易となる。

本発明によれば、ＦＰＣの歩留まりを向上させることができる熱プレス用クッションフィルムが提供される。

本発明の熱プレス用クッションフィルムの第１実施形態を概略的に示す断面図である。 図１の熱プレス用クッションフィルムを使用して金属張積層板とカバーレイトを熱プレスする前の状態を示す図である。 図１の熱プレス用クッションフィルムを使用して金属張積層板とカバーレイトとを熱プレスしている時の状態を示す図である。 本発明の熱プレス用クッションフィルムの第２実施形態を概略的に示す断面図である。 本発明の熱プレス用クッションフィルムの第３実施形態を概略的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明に係る熱プレス用クッションフィルムの好適な実施形態を示す断面図である。図１に示すように、熱プレス用クッションフィルム１０は、樹脂フィルム１と、樹脂フィルム１に積層一体化される紙層２とで構成されている。ここで、樹脂フィルム１は、紙層２に形成される隙間に食い込むように積層一体化されていることが好ましい。この場合、樹脂フィルム１が加熱されても、その膨張が紙層１によってより抑制される。

樹脂フィルム１を構成する樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ＥＥＡ、ＥＭＡ、ＥＭＭＡ、ＰＶＣ、ポリメチルペンテンなどを用いることができるが、中でも、クッション性、紙層２に対する食い込み性、離型性をバランスよく有する点からポリプロピレンが好ましい。樹脂フィルム１の厚さは通常は１０〜２５０μｍであり、好ましくは２５〜１２０μｍである。

紙層２は紙から構成されている。紙層２を紙で構成するのは、紙が熱膨張係数が低く、プレス時の温度における寸法変化が小さいからである。この紙としては、例えば上質紙、クラフト紙、ロール紙、グラシン紙などを用いることができるが、中でも高強度で樹脂フィルム１の膨張を効果的に抑制できることからクラフト紙が好ましい。紙層２の厚さは通常は、１５０〜１０００μｍであり、好ましくは２５０〜６００μｍである。

熱プレス用クッションフィルム１０は、樹脂フィルム１と紙層２とを熱ラミネートすることによって得ることができる。熱ラミネートは、８０〜１８０℃、０．３〜２０ＭＰａの圧力で行えばよい。このとき、熱プレス用クッションフィルム１０の作製は、紙層２と樹脂フィルム１との間に異物などが混入しないようクリーンルームなどの環境下で行うことが好ましい。

次に、上述した熱プレス用クッションフィルム１０を用いたＦＰＣの製造方法について説明する。

まず図２に示すように、カバーレイ１００と、金属張積層板２００とを準備する。

ここで、カバーレイ１００は、絶縁フィルム３上に接着剤層４を設けてなるものであり、接着剤を含む接着剤溶液を絶縁フィルム３上に塗布し乾燥することにより得ることができる。絶縁フィルム３としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アラミド樹脂等からなる厚み１μｍ〜１５０μｍ程度のフィルム等を用いることができる。

金属張積層板２００は、ベースフィルム５上に接着剤層６および金属回路層７を順次設けてなるものであり、接着剤を含む接着剤溶液をベースフィルム５上に塗布し乾燥することにより得ることができる。ベースフィルム５としては、電気絶縁性及び可撓性を有する樹脂フィルムが用いられ、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン等の樹脂からなるフィルムが挙げられる。金属回路層７は銅箔等からなる。

次に、金属張積層板２００及びカバーレイ１００を向かい合わせる。このとき、金属張積層板２００の接着剤層６とカバーレイ１００の接着剤層４とを対向させる。

続いて、カバーレイ１００と熱プレス板５０との間に、上記の熱プレス用クッションフィルム１０を配置する。このとき、樹脂フィルム１をカバーレイ１００側に向ける。

次に、金属張積層板２００及びカバーレイ１００を２枚の熱プレス板５０を用いてプレスし、ＦＰＣを得る。

このとき、図３に示すように、金属張積層板２００の金属回路層７に追従して、カバーレイ１００は金属回路層７の凹凸に沿った形状となり、これに伴い、樹脂フィルム１のうちカバーレイ１００側の表面に凸凹形状が形成される。このとき、熱プレス用クッションフィルム１０において、紙層２の熱膨張係数は樹脂フィルム１に比べてかなり小さい。このため、樹脂フィルム１が、熱プレス板５０によるプレス中に加熱により膨張しても、その膨張が紙層２によって抑制される。具体的には、例えば図３の符号Ａで示す部分がベースフィルム５の表面に沿った方向に膨張しようとすると、その膨張が紙層２によって抑制される。このため、樹脂フィルム１の寸法変化を小さくすることができる。このため、それに伴って、カバーレイ１００の凹凸形状の寸法変化を小さくして、最終的に金属張積層板２００の金属回路層７の位置ずれを十分に抑制することができる。また熱プレス用クッションフィルム１０は、樹脂フィルム１と紙層２とを積層一体化したものであるため、紙層２と樹脂フィルム１との間に異物が混入することがない。このため、この混入した異物の存在によって、ＦＰＣの表面に加えられる押圧力が不均等となることが十分に防止され、金属回路層７間の隙間にカバーレイ１００が十分に入り込み、その結果、金属回路層７とカバーレイ１００との間に生じる空隙の熱膨張によってＦＰＣの外観不良を引き起こすおそれもない。

従って、熱プレス用クッションフィルム１０によれば、ＦＰＣの歩留まりを向上させることができる。

また熱プレス用クッションフィルム１０では、紙層２と樹脂フィルム１とが積層一体化されているため、熱プレス用クッションフィルムとして樹脂フィルム１を単独で用いた場合によく生じていた樹脂フィルム１の折れ皴の発生を十分に抑制することもできる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、樹脂フィルム１は、単層で構成されているが、図４に示す熱プレス用クッションフィルム２０のように、樹脂フィルム２１が第１樹脂層２１ａ及び第２樹脂層２１ｂから構成されていてもよい。ここで、第１樹脂層２１ａが紙層２と積層一体化されている。第１樹脂層２１ａ及び第２樹脂層２１ｂは、上記樹脂フィルム１を構成する樹脂として例示したものから構成することができる。ここで、第２樹脂層２１ｂは、カバーレイ１００の絶縁フィルム３に対し優れた離型性を有するものであることが好ましく、第１樹脂層２１ａは、第２樹脂層２１ｂよりも優れたクッション性を有することが好ましい。具体的には、絶縁フィルム３がポリイミドから構成される場合には、第２樹脂層２１ｂがポリプロピレンから構成されることが好ましく、第１樹脂層２１ａがポリエチレンから構成されることが好ましい。このように第１樹脂層２１ａとしてポリエチレンを用いると、ポリエチレンとは異なる樹脂を用いた場合に比べて第１樹脂層２１ａが紙層２の隙間に食い込みやすくなり、金属回路層３の位置ずれがより抑制される。また第２樹脂層２１ｂは、特に絶縁フィルム３がポリイミドから構成される場合には、絶縁フィルム３に対して優れた離型性を示すこととなる。

また樹脂フィルム３１は、図５に示す熱プレス用クッションフィルム３０のように、紙層２側から順次第１樹脂層３１ａ、第３樹脂層３１ｃ及び第２樹脂層３１ｂで構成されてもよい。ここで、第１樹脂層３１ａ，第２樹脂層３１ｂ，第３樹脂層３１ｃは上記樹脂フィルム１を構成する樹脂として例示したものから構成することができる。ここで、第１樹脂層３１ａ，第２樹脂層３１ｂは、熱プレス時の温度よりも高い融点を有し且つその温度で軟化状態となる樹脂が好ましい。特に第２樹脂層３１ｃは、カバーレイ１００の絶縁フィルム３に対し、優れた離型性を有するものであることが好ましい。具体的には、絶縁フィルム３がポリイミドから構成される場合には、第２樹脂層３１ｂがポリプロピレンから構成されることが好ましい。また第３樹脂層３１ｃは、熱プレス時に溶融状態となる樹脂が好ましく、そのような樹脂としては、ポリエチレンを用いることが好ましい。この場合、熱プレス時に溶融状態となりやすく、樹脂フィルムの柔軟化が容易となる。さらに、第１樹脂層３１ａとしてポリエチレンを用いると、紙層２を構成する紙の種類によっては紙に食い込み過ぎて突き抜けることがある。そのため、このような突き抜けを抑えながら紙層２へのある程度の食込みを実現するためには、第１樹脂層３１ａとして、プロピレンを用いることが好ましい。

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
３００ｍｍ×２５０ｍｍ×３００μｍのクラフト紙と、６００ｍｍ×６００ｍｍ×５０μｍのポリプロピレンシートとを１５０℃で１秒程度熱ラミネートしてクラフト紙とポリプロピレンシートとを積層一体化させ、熱プレス用クッションフィルムを作製した。

一方、２５ｍｍ×２０ｍｍ×２５μｍのポリイミドからなるベースフィルム上に銅回路層を形成した銅張積層板と、２５ｍｍ×２０ｍｍ×２５μｍのポリイミドからなる絶縁フィルム上に２５ｍｍ×２５ｍｍ×２０μｍの接着剤シートを貼り合わせてなるカバーレイとを準備した。

そして、銅張積層板とカバーレイとを向かい合せ、カバーレイと熱プレス板との間に上記熱プレス用クッションフィルムを配置し、１８０℃、１０ＭＰａの条件で６０秒間プレスした。こうしてＦＰＣを得た。

（実施例２）
熱ラミネートに際し、ポリプロピレンシートとクラフト紙との間に、３００ｍｍ×２５０ｍｍ×１２０μｍのポリエチレンシートとを配置したこと以外は実施例１と同様にして熱プレス用クッションフィルムを作製した。そして、この熱プレス用クッションフィルムを用いたこと以外は実施例１と同様にしてＦＰＣを得た。

（実施例３）
熱ラミネートに際し、ポリエチレンシートとクラフト紙との間に、実施例１と同様のポリプロピレンシートを配置したこと以外は実施例２と同様にして熱プレス用クッションフィルムを作製した。そして、この熱プレス用クッションフィルムを用いたこと以外は実施例１と同様にしてＦＰＣを得た。

（比較例１）
銅張積層板とカバーレイとを熱プレスする際に、カバーレイと熱プレス板との間に、カバーレイ側から順次実施例１のポリプロピレンシートと、実施例１のクラフト紙とを順次配置したこと以外は実施例１と同様にしてＦＰＣを作製した。

（比較例２）
銅張積層板とカバーレイとを熱プレスする際に、カバーレイと熱プレス板との間に、実施例１のポリプロピレンシートと、実施例２のポリエチレンシートと、実施例１のクラフト紙とを順次配置したこと以外は実施例１と同様にしてＦＰＣを得た。

（比較例３）
銅張積層板とカバーレイとを熱プレスする際に、カバーレイと熱プレス板との間に、実施例１のポリプロピレンシートと、実施例２のポリエチレンシートと、実施例１のポリプロピレンシートと、実施例１のクラフト紙とを順次配置したこと以外は実施例１と同様にしてＦＰＣを得た。

実施例１〜３及び比較例１〜３のＦＰＣのそれぞれを光学顕微鏡で観察し、１０００個あたりの異物混入による欠陥の数を算出した。結果を表１に示す。なお、異物混入による欠陥かどうかは、クッションフィルム側に、欠陥に対応する異物があるかどうかを確認することによって判別することができる。

また上記と同様にして、実施例１〜３及び比較例１〜３のＦＰＣのそれぞれについて、銅回路層の位置ずれがあるかどうかも調べた。結果を表１に示す。

さらに実施例１〜３でＦＰＣの製造に使用した熱プレス用クッションフィルムについて折れ皺の数を調べるとともに、比較例１〜３でＦＰＣの製造に使用したポリエチレンシート又はポリプロピレンシートについて折れ皺の数を調べた。結果を表１に示す。

表１に示す結果より、実施例１〜３のＦＰＣは、比較例１〜３のＦＰＣよりも欠陥の数が十分に抑制されていることが分かった。また実施例１〜３で使用した熱プレス用クッションフィルムは、比較例１〜３で使用したクッションフィルムに比べて折れ皺が非常に少なくなっていることも分かった。

よって、本発明の熱プレス用クッションフィルムによれば、ＦＰＣの歩留まりを向上させることができることが確認された。

１…樹脂フィルム、２…紙層、５…ベースフィルム、７…金属回路層、２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…樹脂層（樹脂フィルム）、１０，２０，３０…熱プレス用クッションフィルム、５０…熱プレス板、１００…カバーレイ、２００…金属張積層板。

Claims (4)

1. ベースフィルム上に金属回路層を形成してなる金属張積層板とカバーレイとを、熱プレス板を用いて熱プレスする際に前記カバーレイと前記熱プレス板との間に配置される熱プレス用クッションフィルムであって、
   樹脂フィルムと、
   前記樹脂フィルムと積層一体化され、紙で構成される紙層とを備えること、
   を特徴とする熱プレス用クッションフィルム。
2. 前記樹脂フィルムが、前記紙層に形成された隙間に食い込んでいること、
   を特徴とする請求項１に記載の熱プレス用クッションフィルム。
3. 前記樹脂フィルムが、前記紙層に接触して設けられる第１樹脂層と、前記第１樹脂層に対して前記紙層と反対側に設けられる第２樹脂層とを有し、
   前記第１樹脂層がポリエチレンから構成され、前記第２樹脂層がポリプロピレンから構成されること、
   を特徴とする請求項1又は２に記載の熱プレス用クッションフィルム。
4. 前記樹脂フィルムが、前記紙層に接触して設けられる第１樹脂層と、前記第１樹脂層に対して前記紙層と反対側に設けられる第２樹脂層と、前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層間に設けられる第３樹脂層とを有し、
   前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層がポリプロピレンから構成され、前記第３樹脂層がポリエチレンから構成されること、
   を特徴とする請求項1又は２に記載の熱プレス用クッションフィルム。
   

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