JP2011230308A

JP2011230308A - フレキシブル銅張積層板及びフレキシブルプリント配線板

Info

Publication number: JP2011230308A
Application number: JP2010100252A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Shimizu; 広海清水; Katsuhiko Ito; 克彦伊藤; 広明 ▲高▼橋; Hiroaki Takahashi; Masaya Koyama; 雅也小山
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2011-11-17

Abstract

【課題】屈曲性及び取り扱い性を向上させることができると共に、反りを低減することができるフレキシブル銅張積層板を提供する。
【解決手段】フレキシブル銅張積層板５に関する。絶縁層１の一方側に圧延銅箔２を重ねると共に、前記絶縁層１の他方側に電解銅箔３を重ね、これをダブルベルトプレス機４でラミネートすることによって形成されている。前記圧延銅箔２のラミネート後の弾性率が３０ＧＰａ以下であり、前記電解銅箔３のラミネート後の弾性率が３５ＧＰａ以上である。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレキシブルプリント配線板の製造に用いられるフレキシブル銅張積層板（ＦＣＣＬ）及びフレキシブル銅張積層板を用いて製造されるフレキシブルプリント配線板に関するものである。

電子機器の可動部や狭小部に主として用いられるフレキシブルプリント配線板８は、フレキシブル銅張積層板５を用いて製造されているが（例えば、特許文献１参照）、従来、このようなフレキシブル銅張積層板５は、次のようにして製造されている。すなわち、図２（ａ）に示すように、ポリイミド等の絶縁層１の両側に銅箔９を重ね、これを一対のロール１６ａ，１６ｂからなるロールプレス機１５でラミネートすることによって、図２（ｂ）のようなフレキシブル銅張積層板５が製造されている。そして、このフレキシブル銅張積層板５は、その銅箔９の不要部分をエッチングにより除去して導体パターン６を形成することによって、図２（ｃ）のようなフレキシブルプリント配線板８に加工されている。

特開２００６−４０９９５号公報

しかし、銅箔９として圧延銅箔を用いると、フレキシブルプリント配線板８の屈曲性を向上させることができるが、そもそもフレキシブルプリント配線板８に加工する前のフレキシブル銅張積層板５が屈曲しやすいものであるのでその取り扱い性が低下している。逆に、銅箔９として電解銅箔を用いると、フレキシブル銅張積層板５は屈曲しにくいものとなりその取り扱い性を向上させることができるが、フレキシブルプリント配線板８に加工した後も屈曲しにくく屈曲性が低下したままである。このように、従来はフレキシブルプリント配線板８の屈曲性とフレキシブル銅張積層板５の取り扱い性を両立させることは困難であるという問題があった。

そこで、絶縁層１の一方側に圧延銅箔、他方側に電解銅箔を重ねてラミネートすることも考えられるが、圧延銅箔と電解銅箔は結晶構造が異なるため、反りを低減することができないという新たな問題が生じる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、屈曲性及び取り扱い性を向上させることができると共に、反りを低減することができるフレキシブル銅張積層板及びフレキシブルプリント配線板を提供することを目的とするものである。

本発明に係るフレキシブル銅張積層板は、絶縁層の一方側に圧延銅箔を重ねると共に、前記絶縁層の他方側に電解銅箔を重ね、これをダブルベルトプレス機でラミネートすることによって形成され、前記圧延銅箔のラミネート後の弾性率が３０ＧＰａ以下であり、前記電解銅箔のラミネート後の弾性率が３５ＧＰａ以上であることを特徴とするものである。

本発明に係るフレキシブルプリント配線板は、前記フレキシブル銅張積層板の前記圧延銅箔の不要部分をエッチングにより除去して導体パターンが形成されていると共に、前記電解銅箔の一部をエッチングにより除去して屈曲部が形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、絶縁層の一方側に重ねた圧延銅箔のラミネート後の弾性率が３０ＧＰａ以下であり、絶縁層の他方側に重ねた電解銅箔のラミネート後の弾性率が３５ＧＰａ以上であるので、屈曲性及び取り扱い性を向上させることができると共に、ダブルベルトプレス機でラミネートされているので、反りを低減することができるものである。

本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）はダブルベルトプレス機によるフレキシブル銅張積層板の製造工程の概略正面図であり、（ｂ）はフレキシブル銅張積層板の概略断面図であり、（ｃ）はフレキシブルプリント配線板の概略断面図である。従来の技術を示すものであり、（ａ）はロールプレス機によるフレキシブル銅張積層板の製造工程の概略正面図であり、（ｂ）はフレキシブル銅張積層板の概略断面図であり、（ｃ）はフレキシブルプリント配線板の概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明においてフレキシブル銅張積層板５の材料である絶縁層１としては、例えば、ポリイミド、液晶ポリマー（（株）クラレ製「vecstar」、ジャパンゴアテックス（株）製「BIAC」等）、ポリエステル等のように可撓性を有する絶縁フィルムを用いることができる。フレキシブルプリント配線板８の屈曲性を向上させるため、絶縁層１の厚さは１７５μｍ以下であることが好ましい。絶縁層１の厚さは、電気回路設計や絶縁設計により適宜選択されるが、実用上の下限は１２．５μｍである。

また、本発明においてフレキシブル銅張積層板５の材料である銅箔９としては、圧延銅箔２及び電解銅箔３を用いるが、圧延銅箔２及び電解銅箔３の厚さは、フレキシブルプリント配線板８の屈曲性を向上させるため、３５μｍ以下であることが好ましい。圧延銅箔２及び電解銅箔３の厚さは、電気回路設計や絶縁設計により適宜選択されるが、実用上の下限は７μｍである。

また、本発明においてフレキシブル銅張積層板５はダブルベルトプレス機４を用いて製造するが、このダブルベルトプレス機４は、図１（ａ）に示すように、上側の入口ロール１０ａ及び出口ロール１１ａ間に掛架した無端ベルト１２ａと、下側の入口ロール１０ｂ及び出口ロール１１ｂ間に掛架した無端ベルト１２ｂとを密接させて形成されている。さらに入口ロール１０及び出口ロール１１間において、入口ロール１０側には加熱加圧装置１３、出口ロール１１側には冷却加圧装置１４が無端ベルト１２の密接部分に近接してそれぞれ上下に設けられている。なお、加熱加圧装置１３や冷却加圧装置１４による加圧時間は３０秒〜３０分に設定することができ、無端ベルト１２の速度は０．１〜５．０ｍ／ｍｉｎに設定することができるが、これに限定されるものではない。

そして、本発明においてフレキシブル銅張積層板５は、絶縁層１の一方側に圧延銅箔２を重ねると共に、絶縁層１の他方側に電解銅箔３を重ね、これをダブルベルトプレス機４でラミネートすることによって製造することができる。具体的には、図１（ａ）に示すように、長尺の絶縁層１、長尺の圧延銅箔２及び電解銅箔３をそれぞれ長手方向に送りながら、絶縁層１の一方側に圧延銅箔２を重ねると共に、絶縁層１の他方側に電解銅箔３を重ねる。そのままこれをダブルベルトプレス機４の上下の入口ロール１０ａ，１０ｂ間に挿入して送りながら、無端ベルト１２を介して加熱加圧装置１３により１００〜４００℃、０．５〜６ＭＰａの条件で加熱加圧して絶縁層１に圧延銅箔２及び電解銅箔３を熱圧着させ、引き続き冷却加圧装置１４により１００〜３００℃、０．５〜６ＭＰａの条件で冷却加圧してさらに圧着させた後、上下の出口ロール１１ａ，１１ｂ間から引き出すことによって、図１（ｂ）のようなフレキシブル銅張積層板５を連続的に製造することができる。特に圧延銅箔２は、上記の加熱（アニール）によって軟化（再結晶化）が起こり、弾性率が３０ＧＰａ以下に低下する。他方、電解銅箔３の弾性率も加熱により低下するが、３５ＧＰａ以上を維持する。このようにして長尺のフレキシブル銅張積層板５を得ることができるが、このフレキシブル銅張積層板５は、図２（ａ）のような従来のロールプレス機１５の一対のロール１６ａ，１６ｂ間の線圧によるラミネートで形成されているのではなく、ダブルロールプレス機４の上下の無端ベルト１２ａ，１２ｂ間の面圧によるラミネートで形成されているので、結晶構造の異なる圧延銅箔２と電解銅箔３が絶縁層１を介して重ねられていても、反りを低減することができるものである。

また、上記のようにして形成されたフレキシブル銅張積層板５において、圧延銅箔２のラミネート後の弾性率は３０ＧＰａ以下（下限は１０ＧＰａ）であり、電解銅箔３のラミネート後の弾性率は３５ＧＰａ以上（上限は１５０ＧＰａ）である。このように、フレキシブル銅張積層板５は、圧延銅箔２のラミネート後の弾性率は３０ＧＰａ以下であり軟らかいものであっても、電解銅箔３のラミネート後の弾性率は３５ＧＰａ以上であり硬いものであるので、全体としては屈曲しにくいものとなっており、取り扱い性が向上しているものである。しかし、圧延銅箔２のラミネート後の弾性率が３０ＧＰａを超えると、フレキシブルプリント配線板８に加工した場合に十分な屈曲性を得ることができない。他方、電解銅箔３のラミネート後の弾性率が３５ＧＰａ未満であると、フレキシブル銅張積層板５の取り扱い性が低下するものである。なお、圧延銅箔２及び電解銅箔３のラミネート後の弾性率は、フレキシブル銅張積層板５の製造条件と同様の条件で圧延銅箔２単体又は電解銅箔３単体を加熱加圧した後の弾性率と同じであり、このような弾性率は、例えば、（株）島津製作所製「ＡＧ−１０ＫＮＥ」等の引張試験機によって測定することができる。そして、加熱加圧後の弾性率が３０ＧＰａ以下となるような圧延銅箔２及び加熱加圧後の弾性率が３５ＧＰａ以上となるような電解銅箔３をあらかじめ選定し、これらをフレキシブル銅張積層板５の製造に用いるのである。

次に、上記のようにして得られた図１（ｂ）に示すフレキシブル銅張積層板５を用いて、図１（ｃ）のようなフレキシブルプリント配線板８を製造することができる。具体的には、サブトラクティブ法等を使用し、図１（ｂ）に示すフレキシブル銅張積層板５の圧延銅箔２の不要部分をエッチングにより除去して導体パターン６を形成すると共に、電解銅箔３の一部をエッチングにより除去して屈曲部７を形成する。このようにして形成された図１（ｃ）に示すフレキシブルプリント配線板８は、ラミネート後の弾性率が３５ＧＰａ以上の電解銅箔３の一部が除去されて屈曲部７が形成されているので、この屈曲部７を中心にして屈曲させることができ、屈曲性が向上しているものである。さらに、図１（ｃ）のように屈曲部７を跨って導体パターン６が形成されていても、この導体パターン６は、ラミネート後の弾性率が３０ＧＰａ以下の軟らかい圧延銅箔２で形成されているので、屈曲性に悪影響を及ぼしにくいものである。なお、電解銅箔３の残部で導体パターン６を形成してもよい。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例１）
図１（ａ）に示すように、長尺の絶縁層１（厚さ１４μｍのポリイミド（ＰＩ））、長尺の圧延銅箔２（厚さ１２μｍの圧延銅箔Ａ）及び電解銅箔３（厚さ１２μｍの電解銅箔Ａ）をそれぞれ長手方向に送りながら、絶縁層１の一方側に圧延銅箔２を重ねると共に、絶縁層１の他方側に電解銅箔３を重ねた。そのままこれをダブルベルトプレス機４の上下の入口ロール１０ａ，１０ｂ間に挿入して送りながら、無端ベルト１２を介して加熱加圧装置１３により３３０℃、５ＭＰａの条件で加熱加圧して絶縁層１に圧延銅箔２及び電解銅箔３を熱圧着させ、引き続き冷却加圧装置１４により２５０℃、５ＭＰａの条件で冷却加圧してさらに圧着させた後、上下の出口ロール１１ａ，１１ｂ間から引き出すことによって、図１（ｂ）のようなフレキシブル銅張積層板５を連続的に製造した。

上記のようにして形成されたフレキシブル銅張積層板５において、圧延銅箔２及び電解銅箔３の絶縁層１側の表面粗度（Ｍ面表面粗度Ｒｚ）及びラミネート後の弾性率を下記［表１］に示す。

また、フレキシブル銅張積層板５の反りを評価するため、５０ｍｍ×５０ｍｍの矩形状に切り取ったフレキシブル銅張積層板５を平面上に置き、この平面から最も高い部分の高さを測定した。その結果を下記［表１］に示す。

次に、上記のようにして得られた図１（ｂ）に示すフレキシブル銅張積層板５を用いて、図１（ｃ）のようなフレキシブルプリント配線板８を製造した。具体的には、サブトラクティブ法を使用し、図１（ｂ）に示すフレキシブル銅張積層板５の圧延銅箔２の不要部分をエッチングにより除去して導体パターン６を形成すると共に、電解銅箔３の一部をエッチングにより除去して屈曲部７を形成した。

そして、フレキシブル銅張積層板５の取り扱い性を評価するため、導体パターン６を形成する予定の領域全体の面積（１００％）に対して、実際に導体パターンを形成することができた領域の面積の割合（導体パターン形成性）を算出した。その結果を下記［表１］に示す。

また、フレキシブルプリント配線板８の屈曲性を評価するため、屈曲半径を０．３８ｍｍとし、屈曲部７で繰り返し屈曲させるＭＩＴ法による屈曲試験を行い、フレキシブルプリント配線板８が屈曲部７で破断するまでの屈曲回数を計測した。その結果を下記［表１］に示す。

（実施例２）
電解銅箔３として、厚さ１２μｍの電解銅箔Ｂを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして、フレキシブル銅張積層板５及びフレキシブルプリント配線板８を製造し、反り、取り扱い性及び屈曲性を評価した。その結果を下記［表１］に示す。

（実施例３）
電解銅箔３として、厚さ１２μｍの電解銅箔Ｃを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして、フレキシブル銅張積層板５及びフレキシブルプリント配線板８を製造し、反り、取り扱い性及び屈曲性を評価した。その結果を下記［表１］に示す。

（実施例４）
絶縁層１として、厚さ２５μｍの液晶ポリマー（ＬＣＰ）（（株）クラレ製「vecstar」（グレードCTV25））を用い、圧延銅箔２として、厚さ１２μｍの圧延銅箔Ｂを用い、電解銅箔３として、厚さ１２μｍの電解銅箔Ｃを用い、加熱加圧装置１３による加熱加圧条件を３２０℃、３ＭＰａ、冷却加圧装置１４による冷却加圧条件を２２０℃、３ＭＰａとした以外は、実施例１と同様にして、フレキシブル銅張積層板５及びフレキシブルプリント配線板８を製造し、反り、取り扱い性及び屈曲性を評価した。その結果を下記［表１］に示す。

（比較例１）
圧延銅箔Ａ及び電解銅箔Ａの代わりに厚さ１２μｍの電解銅箔Ｂを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして、フレキシブル銅張積層板５及びフレキシブルプリント配線板８を製造し、反り、取り扱い性及び屈曲性を評価した。その結果を下記［表１］に示す。

（比較例２）
圧延銅箔Ａの代わりに厚さ１２μｍの電解銅箔Ｃを用い、電解銅箔Ａの代わりに厚さ１２μｍの電解銅箔Ｃを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして、フレキシブル銅張積層５板及びフレキシブルプリント配線板８を製造し、反り、取り扱い性及び屈曲性を評価した。その結果を下記［表１］に示す。

（比較例３）
電解銅箔Ａの代わりに厚さ１２μｍの圧延銅箔Ａを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして、フレキシブル銅張積層板５及びフレキシブルプリント配線板８を製造し、反り、取り扱い性及び屈曲性を評価した。その結果を下記［表１］に示す。

（比較例４）
図２（ａ）に示すように、長尺の絶縁層１（厚さ１４μｍのポリイミド（ＰＩ））、長尺の銅箔９として圧延銅箔（厚さ１２μｍの圧延銅箔Ａ）及び電解銅箔（厚さ１２μｍの電解銅箔Ａ）をそれぞれ長手方向に送りながら、絶縁層１の一方側に圧延銅箔を重ねると共に、絶縁層１の他方側に電解銅箔を重ねた。そのままこれをロールプレス機１５の一対のロール１６ａ，１６ｂ間に挿入して送りながら、３８０℃、６ＭＰａの条件で加熱加圧して絶縁層１に圧延銅箔及び電解銅箔を熱圧着させることによって、図２（ｂ）のようなフレキシブル銅張積層板５を連続的に製造した。その後は、実施例１と同様にして、フレキシブル銅張積層板５及びフレキシブルプリント配線板８を製造し、反り、取り扱い性及び屈曲性を評価した。その結果を下記［表１］に示す。

上記［表１］から明らかなように、実施例１〜４は、屈曲性及び取り扱い性が向上し、反りを低減することができることが確認された。

これに対して、絶縁層１の両側に電解銅箔３を重ねた比較例１、２は、取り扱い性が向上し、反りを低減することができるものの、屈曲性が低下していることが確認された。

また、絶縁層１の両側に圧延銅箔２を重ねた比較例３は、屈曲性が向上し、反りを低減することができるものの、取り扱い性が低下していることが確認された。

また、ロールプレス機１５を用いた比較例４は、屈曲性及び取り扱い性が向上しているものの、反りを低減することができないことが確認された。

１絶縁層
２圧延銅箔
３電解銅箔
４ダブルベルトプレス機
５フレキシブル銅張積層板
６導体パターン
７屈曲部
８フレキシブルプリント配線板

Claims

絶縁層の一方側に圧延銅箔を重ねると共に、前記絶縁層の他方側に電解銅箔を重ね、これをダブルベルトプレス機でラミネートすることによって形成され、前記圧延銅箔のラミネート後の弾性率が３０ＧＰａ以下であり、前記電解銅箔のラミネート後の弾性率が３５ＧＰａ以上であることを特徴とするフレキシブル銅張積層板。
請求項１に記載のフレキシブル銅張積層板の前記圧延銅箔の不要部分をエッチングにより除去して導体パターンが形成されていると共に、前記電解銅箔の一部をエッチングにより除去して屈曲部が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配線板。