JP2015115422A - プリント配線板 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フッ素樹脂を主成分とするベースフィルムと、このベースフィルムの表面に積層される導電パターンとを備えるプリント配線板であって、上記ベースフィルムが、表面の少なくとも上記導電パターンが存在する領域に改質層を有し、上記改質層が、シロキサン結合及び親水性有機官能基を含み、上記ベースフィルムの表面側のうち導電パターンの周囲の領域で上記改質層が存在しないプリント配線板である。
以下、本発明に係るプリント配線板の実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
図1及び図2の当該プリント配線板1は、フッ素樹脂を主成分とするベースフィルム2と、このベースフィルム2の表面側に積層された導電パターン3とを備える。さらに、当該プリント配線板1において、ベースフィルム2の表面側の導電パターン3が存在する領域には、導電パターン3との間に介在する改質層4が形成されている。また、当該プリント配線板1の表面側のランド部周辺以外の領域には、さらに不図示のカバーフィルム(カバーレイ)が積層されることが好ましい。
ベースフィルム2は、フッ素樹脂を主成分とする。ここで、フッ素樹脂とは、高分子鎖の繰り返し単位を構成する炭素原子に結合する水素原子の少なくとも1つが、フッ素原子又はフッ素原子を有する有機基(以下「フッ素原子含有基」ともいう)で置換されたものをいう。フッ素原子含有基は、直鎖状又は分岐状の有機基中の水素原子の少なくとも1つがフッ素原子で置換されたものであり、例えばフルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、フルオロポリエーテル基等が挙げられる。
導電パターン3は、金属等の導電体で形成された層であり、電気回路のランド部5、配線部6等を構成する平面形状を有する。この平面形状は、例えばベースフィルム2に積層された導電体をエッチングすることによって形成される。このような導電パターン3を形成する材料としては、導電性を有するものであればよいが、好ましくは銅、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属、典型的には銅によって形成される。
改質層4は、ベースフィルム2を構成するフッ素樹脂に、親水性有機官能基を有しシロキサン結合(Si−O−Si)を形成する改質剤が結合して形成される。つまり、改質層4において、親水性有機官能基がシロキサン結合を構成するSi原子に結合する。この親水性有機官能基によって、ベースフィルム2の表面側に濡れ性を付与している。フッ素樹脂と改質剤との間の化学結合は、共有結合だけで構成される場合と、共有結合及び水素結合を含む場合とがある。改質層4は、改質層4を除いたベースフィルム2の他の領域とはミクロ構造や分子構造、元素の存在割合が異なると考えられる領域である。
当該プリント配線板1は、
(1)パターニングされることで導電パターン3となる金属箔に改質剤を含む組成物を塗工する工程(以下、「塗工工程」ともいう)と、
(2)改質剤含有組成物を乾燥する工程(以下、「乾燥工程」ともいう)と、
(3)ベースフィルム2の表面に上記金属箔を接着する工程(以下、「接着工程」ともいう)と、
(4)金属箔をパターニングする工程(以下、「パターニング工程」ともいう)と
(5)改質層4を導電パターンの周囲の領域で除去する工程(以下、「除去工程」ともいう)と
を備える製造方法により得ることができる。
塗工工程は、導電パターン3となる金属箔7に上述の改質剤を結合させるために行われ、図3Aに示すように、金属箔7の裏面に改質剤含有組成物8を塗工する。
改質剤含有組成物8は、上記シラン系カップリング剤等の改質剤及び溶剤を含み、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の任意成分を含んでいてもよい。
溶剤としては、改質剤を溶解し得るものであれば特に限定されるものではなく、例えばメタノール、エタノール等のアルコール類、トルエン、ヘキサン、水などが挙げられる。ただし、溶剤としては、保存安定性の面から、エトキシシラン系のアミノシラン系カップリング剤にはエタノールが好ましく、メトキシシラン系のアミノシラン系カップリング剤にはメタノールが好ましい。
任意成分としては、酸化防止剤、粘度調整剤、界面活性剤等が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば鉄、糖、レダクトン、亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸(ビタミンC)等が挙げられる。
乾燥工程は、自然乾燥及び強制乾燥のいずれで行ってもよいが、自然乾燥が好ましい。また、改質剤含有組成物8の乾燥後は金属箔7の加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理を行うことにより、シロキサン結合(Si−O−Si)を形成させ、上記改質剤を金属箔7の少なくとも一面の全部又は一部に、より確実に固定させることできる。加熱処理は、例えば恒温槽にて100℃〜130℃で1分〜10分間加熱することで行うことができる。
接着工程は、図3Bに示すように、金属箔7の裏面、すなわち改質剤付着工程において付着した改質剤含有組成物8の上にベースフィルム2を積層する工程である。ベースフィルム2と金属箔7との積層体は、プレス機によって熱圧着される。ベースフィルム2と金属箔7との間に気泡や空隙が形成されないようにするために、この熱圧着は減圧下で行うことが好ましい。この熱圧着によって、ベースフィルム2中のフッ素樹脂のC原子と改質剤から形成されるSi−O−Si結合との間に他の原子を介して化学結合が形成される。また、金属箔7の酸化を抑制するため、例えば窒素雰囲気中等の低酸素条件下で熱圧着を行うことが好ましい。
パターニング工程は、図3Cに示すように、ベースフィルム2の表面側に所定パターンの導電パターン3を形成する工程である。このパターニング工程は、例えば金属箔7にベースフィルム2を接着した後に公知のエッチング処理等により行うことができる。
除去工程は、導電パターン3の周囲の領域において、改質層4を除去する工程である。この除去工程は、例えば公知のプラズマ処理、ブラスト処理、エッチング処理等により行うことができる。除去工程をエッチングにより行う場合、エッチング液の選択により、上記パターニング工程と同一工程で行ってもよい。
当該プリント配線板1は、導電パターン3の周囲の領域で改質層4を除去したので、導電パターン3の周囲の領域の濡れ性が低く、半田や導電性ペーストの印刷ずれやリフロー時のはみ出しを抑制する。特に、導電パターン3のランド部5の周囲で改質層4を除去することにより、電子部品の実装等に使用する半田や導電性ペーストが導電パターン3の周囲にはみ出して導電パターン3に短絡を生じさせること及び半田や導電性ペーストの流動により電子部品の位置がずれることを防止できる。従って、当該プリント配線板1は、ランド部5の配置ピッチや配線部6の配線間隔を小さくして、集積度の高い電気回路を構成できる。
図4の当該プリント配線板11は、フッ素樹脂を主成分とするベースフィルム2と、このベースフィルム2の表面側に積層された導電パターン13とを備える。さらに、当該プリント配線板11において、ベースフィルム2の表面側には、導電パターン13との間に介在する改質層14が形成されている。図4のプリント配線板11のベースフィルム2は、図1及び図2のベースフィルム2と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。
導電パターン13は、導電性ペーストを硬化したものである。導電性ペーストとしては、金属粒子等の導電性粒子をバインダーに分散したものが使用できる。
改質層14は、フッ素樹脂を主成分とするベースフィルム2の表面を改質して、シロキサン結合構造及びシロキサン以外の官能基を付与することにより、親水性を向上させた層である。
当該プリント配線板11は、例えば
(1)ベースフィルム2の表面に改質層14を形成するための下処理を行う工程(以下、「下処理工程」ともいう)と、
(2)下処理をしたベースフィルム2の表面に改質剤として改質剤を含む組成物を塗工する工程(以下、「改質工程」ともいう)と、
(3)加熱により、改質剤をベースフィルム2のフッ素樹脂に結合させる工程(以下、「加熱工程」ともいう)と、
(4)ベースフィルム2の表面側の導電パターン13を形成すべき領域を除く領域で改質層14を除去する工程(以下、「除去工程」ともいう)と、
(5)ベースフィルム2の表面側に導電性ペーストを付着させる工程(以下、「付着工程」ともいう)と、
(6)加熱により上記導電性ペーストを硬化する工程(以下、「加熱工程」ともいう)と
を備える製造方法により得ることができる。
下処理工程では、例えばNaエッチング処理等の改質方法によって、ベースフィルム2の表面に改質剤を塗布しやすくする。
塗工工程では、図5Aに示すように、ベースフィルム2の下処理した表面に改質剤含有組成物8を塗工する。塗工工程における改質剤含有組成物8の塗工方法としては、特に制限はなく、例えば改質剤含有組成物8ベースフィルム2を浸漬する方法、改質剤含有組成物8をベースフィルム2の表面に塗布する方法が挙げられる。改質剤含有組成物8については、図1のプリント配線板1と同様であるため、説明を省略する。
乾燥工程は、例えば100℃〜130℃で1分〜10分間加熱することで行うことができる。これにより、改質剤がベースフィルム2の表面に形成されたヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基等の官能基と結合し、改質層14が形成される。
除去工程では、図5Bに示すように、ベースフィルム2の表面側の導電パターン13を形成すべき領域だけに改質層14を残すよう、他の領域の改質層14を除去する。この除去工程は、例えば公知のプラズマ処理、ブラスト処理、エッチング処理等により行うことができる。
付着工程は、図5Cに示すように、改質層14の表面に導電性ペースト19を積層する工程であり、例えば、スクリーン印刷等の方法によって行うことができる。改質層14が除去されていない親水性の領域にのみ導電性ペースト19が付着しやすく、改質層14が除去された疎水性の改質層非存在領域には導電性ペースト19が付着し難い。これにより、導電性ペースト19が導電パターン13を形成すべき領域からはみ出すことを抑制できる。
加熱工程では、導電性ペースト19を加熱して硬化させることによって、導電パターン13を形成する。
当該プリント配線板11は、ベースフィルム2の表面の改質層14を除去した疎水性の改質層非存在領域が導電性ペースト19をはじくので、導電性ペースト19が導電パターン13を形成すべき領域からはみ出すことを抑制する。このため、当該プリント配線板11は、緻密で正確な導電パターン13を形成できる。また、当該プリント配線板11に半田で電子部品等を実装する際にも、疎水性の改質層非存在領域が、半田のはみ出しによる導電パターン13の短絡を防止する。
図6及び図7の当該プリント配線板21は、フッ素樹脂を主成分とするベースフィルム2と、このベースフィルム2の表面側に積層された導電パターン3とを備え、ベースフィルム2の表面側に、導電パターン3との間に介在する改質層24が形成されている。図6及び図7のプリント配線板21のベースフィルム2及び導電パターン3は、図1及び図2のベースフィルム2及び導電パターンと同様のため、同一符号を付して説明を省略する。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
2 ベースフィルム
3、13 導電パターン
4、14、24 改質層
5 ランド部
6 配線部
7 金属箔
8 改質剤含有組成物
19 導電性ペースト
Claims (8)
- フッ素樹脂を主成分とするベースフィルムと、このベースフィルムの表面に積層される導電パターンとを備えるプリント配線板であって、
上記ベースフィルムが、表面の少なくとも上記導電パターンが存在する領域に改質層を有し、
上記改質層が、シロキサン結合及び親水性有機官能基を含み、
上記ベースフィルムの表面側のうち導電パターンの周囲の領域で上記改質層が存在しないプリント配線板。 - 上記改質層の表面の純水との接触角が90°以下である請求項1に記載のプリント配線板。
- 上記ベースフィルムの改質層非存在領域表面の純水との接触角が90°超である請求項1又は請求項2に記載のプリント配線板。
- 上記改質層の平均厚さが400nm以下である請求項1、請求項2又は請求項3に記載のプリント配線板。
- 上記親水性有機官能基が、水酸基、カルボキシ基、カルボニル基、アミノ基、アミド基、スルフィド基、スルホニル基、スルホ基、スルホニルジオキシ基、エポキシ基、メタクリル基又はメルカプト基である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のプリント配線板。
- 上記導電パターンが、導電性ペーストを硬化したものである請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のプリント配線板。
- 上記改質層非存在領域が、上記導電パターンのランド部周囲領域である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のプリント配線板。
- 上記導電パターンのランド部間の最小間隔が0.2mm以下である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のプリント配線板。
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