JP2010287781A

JP2010287781A - フレキシブルプリント基板およびその製造方法

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Publication number: JP2010287781A
Application number: JP2009141300A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Watanabe; 裕人渡邉
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2010-12-24
Anticipated expiration: 2029-06-12
Also published as: JP5613918B2

Abstract

【課題】回路上を被覆するカバーレイの剥がれを防止して信頼性の向上を図ること。
【解決手段】フレキシブルプリント基板１０は、銅張積層板１１およびカバーレイ１５からなる。カバーレイ１５は、傾斜部１９ａが形成されることにより、端部１９における接着剤層１７の層厚さＣが、端部１９以外で回路１３上を除く部分の接着剤層１７の層厚さＢよりも薄くなるように形成されている。すなわち、回路１３上の接着剤層１７の層厚さＡは層厚さＣより薄くてもよいが、層厚さＣは層厚さＢよりも薄くなるように形成される。これにより、端部１９における接着剤層１７の露出面積を少なくして、接着剤層１７の劣化等を防止し、カバーレイ１５の剥がれを効果的に防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、可撓性を有する絶縁フィルム上に回路を形成してなるフレキシブルプリント基板およびその製造方法に関し、特に回路上を被覆するカバーレイの剥がれを防止して信頼性の向上を図るフレキシブルプリント基板およびその製造方法に関する。

従来より、フレキシブルプリント基板（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ：ＦＰＣ）の信頼性を高めるものとして、カバーレイフィルム（例えば、特許文献１（第２−３頁、第１図）参照）が知られている。このカバーレイフィルムは、電気絶縁性フィルム層、接着剤層および離型材層からなる。そして、離型材層をなす離型材が原紙に樹脂を所定の厚さでコーティングしてなる。

このため、ドリルで孔加工等を行った際に、孔の内側へ離型材カスが付着したり、カバーレイフィルムと離型材との融着が生じることがなく、金型によって打ち抜いた場合であっても、バリの生成や変形の発生がないとされている。

また、このようなバリである基板開口部内に取り残された保護フィルムを検出するものとして、絶縁基板の検査方法および検査装置（例えば、特許文献２（第４−６頁、第１−４図）参照）が知られている。この検査方法は、開口部が形成された検査領域に光を照射して、絶縁基板を透過した光に基づき開口部内に保護フィルムが取り残されているかを検出する。

そして、これらにおいては、カバーレイフィルムや保護フィルム、絶縁基板の外形加工時において切断面が板面と垂直になるように構成されている。

特開２００２−２５２４５０号公報特許第３７０５１２９号公報

しかしながら、上述した従来の特許文献１に開示されているカバーレイフィルムや、特許文献２に開示されている検査方法では、切断面（加工面）が板面と垂直に形成されるので、カバーレイフィルムの接着剤層の端部の露出箇所において接着剤が外気と触れる面積を減少させることができない。このため、接着剤の劣化に伴うカバーレイフィルムの剥がれが生じることがあり、この場合、フレキシブルプリント基板の長期間にわたる信頼性に問題が生じてしまうことがあった。

また、近年では環境面に考慮して、カバーレイフィルムの接着剤のノンハロゲン化が進んでいるが、これに伴い接着剤への難燃剤の配合比率が高くなっている。このため、さらにカバーレイフィルムの剥がれが生じやすくなっているという現状もある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、回路上を被覆するカバーレイの剥がれを防止して信頼性の向上を図ることができるフレキシブルプリント基板およびその製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるフレキシブルプリント基板は、絶縁性のベースフィルムと、該ベースフィルム上に形成され、導体パターンからなる回路と、該回路を被覆するカバーレイと、を備え、前記カバーレイは、接着剤層を介して前記回路を被覆するように構成されており、前記ベースフィルムの端部の前記接着剤層の厚さが、前記回路上を除く他の部位の接着剤層の厚さよりも薄く形成されていることを特徴とする。

前記接着剤層の前記カバーレイ側の面には、例えば前記端部に向かって前記ベースフィルムとの距離が短くなるように傾斜する傾斜部が形成されている。この傾斜部は、例えばカバーレイを湾曲または屈曲させることによって形成され、その傾斜面は、湾曲状であっても、平坦状であってもよい。

前記接着剤層を構成する接着剤は、例えばハロゲン系難燃剤を含まない。

前記カバーレイは、例えば前記接着剤層が形成されたフィルム層を備えて構成され、前記フィルム層は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、およびポリアミドのいずれか一つからなる。

また、前記フレキシブルプリント基板は、例えば前記回路に接続される能動素子を含む電子デバイスが実装されてもよい。

前記電子デバイスは、例えば基板上に実装された半田ペーストを介してリフロー炉により加熱実装されている。

そして、前記半田ペーストは、例えば鉛を含有しないものである。

また、この発明にかかるフレキシブルプリント基板の製造方法は、上記発明における前記ベースフィルム上に前記回路および前記カバーレイを形成した後に、切断により前記端部を形成する工程を備え、前記端部を形成する際に加わる圧力によって、前記傾斜部を形成することを特徴とする。

また、前記ベースフィルム上に前記回路および前記カバーレイを形成した後に、該カバーレイの表面側から圧力を加えることによって前記傾斜部を形成し、その後、前記傾斜部を切断することによって前記端部を形成することを特徴とする。

本発明によれば、回路上を被覆するカバーレイの剥がれを防止して信頼性の向上を図ることができるフレキシブルプリント基板およびその製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかるフレキシブルプリント基板を説明するための説明図である。同フレキシブルプリント基板の製造方法による製造工程の例を説明するための説明図である。同フレキシブルプリント基板の製造方法による製造工程の他の例を説明するための説明図である。

以下、添付の図面を参照して、この発明にかかるフレキシブルプリント基板およびその製造方法の好適な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかるフレキシブルプリント基板を説明するための説明図である。図１に示すように、フレキシブルプリント基板１０は、例えば銅張積層板１１と、この銅張積層板１１の片面側に配置されたカバーレイ１５とからなる。

銅張積層板１１は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、およびポリアミド（ＰＡ）等の樹脂からなる絶縁性を有するベースフィルム１２の片面上に、耐熱性のある熱可塑性ポリイミド樹脂等からなる接着剤１４を介してＣｕの金属導体をパターン形成した回路１３を備えてなる。

カバーレイ１５は、ポリイミド等の絶縁性を有する樹脂からなるフィルム材１６と、上述した耐熱性のある熱可塑性ポリイミド樹脂等の接着剤層１７とからなり、この接着剤層１７を介して銅張積層板１１の回路１３上を被覆するように接着されている。

なお、銅張積層板１１は、ベースフィルム１２の両面上に接着剤１４を介して設けられた回路１３を有する構造であってもよく、この場合、カバーレイ１５は両面側の回路１３上を被覆するように設けられているとよい。また、片面あるいは両面に回路１３を有する銅張積層板１１は、複数積層された多層構造であってもよく、この場合のカバーレイ１５は、少なくとも積層方向の最も外側の回路１３上を被覆するように設けられるとよい。

このように構成されたフレキシブルプリント基板１０には、例えばベースフィルム１２の端部１９に、この端部１９におけるカバーレイ１５の接着剤層１７の層厚さＣが、端部１９以外で回路１３上を除く部分（他の部位）における接着剤層１７の層厚さＢよりも薄くなるように形成されることにより、例えばカバーレイ１５が端部１９に向かってベースフィルム１２との距離が短くなるように傾斜する傾斜部１９ａが形成されている。すなわち、回路１３上の接着剤層１７の層厚さをＡとすると、層厚さＣ＞層厚さＡであってもよいが、常に層厚さＣ＜層厚さＢとなるように形成されている。

したがって、端部１９における接着剤層１７の露出箇所が狭く形成されることとなり、従来のものよりもカバーレイ１５の接着剤層１７の端部１９においてこの接着剤が外気と触れる面積（露出面積）を減少させることができる。このため、本実施形態にかかるフレキシブルプリント基板１０によれば、回路１３上を被覆するカバーレイ１５の接着剤の劣化による剥がれを防止して信頼性の向上を図ることが可能となる。

なお、上述したフレキシブルプリント基板１０のカバーレイ１５における接着剤層１７を構成する接着剤は、いわゆるハロゲン系難燃剤を含まないように配合されているため、劣化し難い構成となっている。また、カバーレイ１５が銅張積層板１１の両面側に配置された場合は、上記湾曲部１９ａが各カバーレイ１５についてそれぞれ形成されていればよい。そして、図示は省略するが、このフレキシブルプリント基板１０は、フレキシブルプリント基板１０の回路１３に接続される能動素子を含む電子デバイスが実装されていてもよい。

この場合、電子デバイスは、フレキシブルプリント基板１０上に実装（印刷）された鉛を含有しない半田ペースト（図示せず）を介して回路１３と接続されるように、リフロー炉により加熱実装されるとよい。リフロー炉により加熱実装する場合は、通常は製造中の熱履歴により接着剤層１７の劣化が進行し易いので、端部１９において接着剤層１７の露出箇所が狭く形成されていれば劣化を効果的に防止することができる。また、鉛を含有しない半田ペーストを用いれば、リフロー炉内での加熱温度が高くなるのでその効果をより顕著なものとすることができる。

図２は、本発明の一実施形態にかかるフレキシブルプリント基板の製造方法による製造工程の例を説明するための説明図である。図２に示すように、銅張積層板１１の片面側にカバーレイ１５を貼り付けたフレキシブルプリント基板１０を、外形加工用金型である上型５１および下型５２間にセットする。なお、図２においては、図１に示したフレキシブルプリント基板１０が上下逆さとなるようにセットされている。

そして、上型５１を、例えば図中白抜き矢印で示すように下型５２方向に移動させ、フレキシブルプリント基板１０を製品部Ｐと切断部Ｄとに分かれるように切断する。このとき、製品部Ｐにおけるカバーレイ１５のフィルム材１６は、切断面ｃｔにおいて下型５２のエッジ部分からの圧力を受け、銅張積層板１１の方向に変形しながら切断される。

これにより、上述した端部１９におけるカバーレイ１５に傾斜部１９ａが形成され、接着剤層１７の露出箇所が狭く形成されたフレキシブルプリント基板１０を製造することが可能となる。また、図３に示すように、フレキシブルプリント基板１０の外形加工を行うに先立って、例えば銅張積層板１１にカバーレイ１５を接着する際に、次のようにしてもよい。

すなわち、カバーレイ１５を銅張積層板１１に加熱・加圧して接着するときに、端部１９となる箇所である切断面ｃｔ近傍の圧力を上昇させて、この部分におけるカバーレイ１５の接着剤層１７の層厚さを、あらかじめ端部１９以外で回路１３上を除く部分の接着剤層１７の層厚さよりも薄くなるようにして、カバーレイ１５を銅張積層板１１に接着する。これにより、あらかじめ傾斜部１９ａを形成しておく。

そして、上型５１を図中白抜き矢印で示す下型５２の方向に移動させ、フレキシブルプリント基板１０を製品部Ｐと切断部Ｄとに分かれるように切断する。この場合においても、傾斜部１９ａを備えて端部１９における接着剤層１７の露出箇所が狭く形成されたフレキシブルプリント基板１０を製造することができ、上述した作用や効果を得ることが可能となる。なお、図示は省略するが、下型５２を上型５１の方向に移動させて切断するようにしてもよい。

ここで、本発明にかかるフレキシブルプリント基板１０の効果を検証するために、本出願人が実施した接着剤層１７の上記層厚さＣが異なる複数のサンプルを、高温・高湿雰囲気下で保管した後のピール強度（引き剥がし強度）の測定試験（ピール試験）について説明する。本試験では、フレキシブルプリント基板１０の銅張積層板１１のベースフィルム１２の厚さを２５μｍとし、接着剤１４の厚さを１０μｍとするとともに、回路１３の厚さを３５μｍとした。

また、フレキシブルプリント基板１０のカバーレイ１５のフィルム材１６の厚さを２５μｍとし、接着剤層１７の厚さを３５μｍとして、７種類のサンプルのフレキシブルプリント基板１０を作製した。これら７種類のサンプルは、上記層厚さＢが３５μｍで一定であるが、層厚さＣが異なるように形成されている。

そして、これら７種類のサンプルを、切り出した後の状態と、温度８５℃、湿度８５％の雰囲気下に１０００時間保管した後の状態とにして、各サンプルのカバーレイ１５のピール強度を測定した。なお、ピール強度の測定方法は、以下にしたがって実施した。まず、サンプルの所定方向の幅を測定した後に、所定の補強板を両面粘着テープを用いてサンプルのカバーレイ１５に貼り合わせる。

次に、サンプルの銅張積層板１１の回路１３の一端を適切な長さに剥がして１８０°折り曲げた後に支持金具に取り付け、残った銅張積層板１１の先端を公知の引張り試験機のつかみ具でつかむ。そして、フレキシブルプリント基板１０の引っ張り方向が銅張積層板１１の板面と平行となるように引っ張って、連続的に５０ｍｍ以上引き剥がし、その間の引き剥がし強さ（ピール強度）を、次式（１）を用いてサンプルごとに算出した。

このとき、サンプル幅は５ｍｍを基準とするが、引き剥がすことができない場合は３ｍｍまたは１ｍｍで引き剥がしが行われる。なお、各サンプルにおける平均引き剥がし荷重の算出方法は、ＪＩＳＣ５０１６８．１．６に記載の方法によって行うものとした。すなわち、この平均引き剥がし荷重から上記式（１）によって、引き剥がし強さをサンプル一枚ごとに算出し、５枚の平均値を引き剥がし強さとした。

各サンプルは、上述した方法にしたがって、図１に示すように端部１９から５ｍｍ内側のところから、５ｍｍ幅で切り出し、回路１３が形成されていない部分を用いた。そして、各サンプルにつき、（Ａ）切り出し後のサンプル、（Ｂ）上記雰囲気下に保管した後のサンプルそれぞれについてのピール強度を測定し、（Ｂ）のピール強度−（Ａ）のピール強度を測定した。この測定結果を表１に示す。

サンプルＮｏ．１のものは、比較例であり、上述したように層厚さＢ，Ｃともに３５μｍで形成されている。サンプルＮｏ．２〜７のものは、層厚さＢはすべて３５μｍであるが、層厚さＣがそれぞれ３０μｍ、２５μｍ、２０μｍ、１５μｍ、１０μｍ、０μｍで形成されている。この試験によれば、ピール強度比１．０を基準とすると、サンプルＮｏ．１ではピール強度が約２０％低下していることが分かる。

しかしながら、サンプルＮｏ．２のように層厚さＣが比較例に比べて５μｍ薄くなるとピール強度の低下は約１０％に抑えられ、さらにサンプルＮｏ．３のように層厚さＣが比較例に比べて１０μｍ薄くなると、ピール強度の低下はほとんど表れないことが判明した。

このように、本発明によれば、傾斜部１９ａを形成して端部１９におけるカバーレイ１５の接着剤層１７の層厚さＣを層厚さＢよりも薄くすることで、露出箇所を狭くして接着剤層１７の劣化を抑え、フレキシブルプリント基板１０の回路１３上を被覆するカバーレイ１５の剥がれを効果的に防止することができる。これにより、フレキシブルプリント基板１０の信頼性を向上させることが可能となる。

１０フレキシブルプリント基板
１１銅張積層板
１２ベースフィルム
１３回路
１４接着剤
１５カバーレイ
１６フィルム材
１７接着剤層
１９端部
１９ａ傾斜部
５１上型
５２下型

Claims

絶縁性のベースフィルムと、該ベースフィルム上に形成され、導体パターンからなる回路と、該回路を被覆するカバーレイと、を備え、
前記カバーレイは、接着剤層を介して前記回路を被覆するように構成されており、
前記ベースフィルムの端部の前記接着剤層の厚さが、前記回路上を除く他の部位の接着剤層の厚さよりも薄く形成されている
ことを特徴とするフレキシブルプリント基板。
前記接着剤層の前記カバーレイ側の面には、前記端部に向かって前記ベースフィルムとの距離が短くなるように傾斜する傾斜部が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のフレキシブルプリント基板。
前記接着剤層を構成する接着剤は、ハロゲン系難燃剤を含まない
ことを特徴とする請求項１または２記載のフレキシブルプリント基板。
前記カバーレイは、前記接着剤層が形成されたフィルム層を備えて構成され、
前記フィルム層は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、およびポリアミドのいずれか一つからなる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のフレキシブルプリント基板。
前記回路に接続される能動素子を含む電子デバイスが実装されてなる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のフレキシブルプリント基板。
前記電子デバイスは、基板上に実装された半田ペーストを介してリフロー炉により加熱実装されている
ことを特徴とする請求項５記載のフレキシブルプリント基板。
前記半田ペーストは、鉛を含有しないものである
ことを特徴とする請求項６記載のフレキシブルプリント基板。
前記ベースフィルム上に前記回路および前記カバーレイを形成した後に、切断により前記端部を形成する工程を備え、
前記端部を形成する際に加わる圧力によって、前記傾斜部を形成する
ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。
前記ベースフィルム上に前記回路および前記カバーレイを形成した後に、該カバーレイの表面側から圧力を加えることによって前記傾斜部を形成し、その後、前記傾斜部を切断することによって前記端部を形成する
ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。