JP3165576U

JP3165576U - 複合式両面銅箔基板及びその基板を使用したフレキシブル印刷回路板構造

Info

Publication number: JP3165576U
Application number: JP2010007418U
Authority: JP
Inventors: 志銘林; 首睿向; 建輝李
Original assignee: 亞洲電材股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: US8536460B2; TWM377823U; US20110114371A1

Abstract

【課題】低弾力性、低屈曲Ｒ角のスライドテスト回数の要求を満足させ、特に薄型化の可撓性電子製品に適用することができる複合式両面銅箔基板及びその基板を使用したフレキシブル印刷回路板構造を提供する。【解決手段】ポリマー層３０２と、第１の銅箔３０３と、ポリマー層３０２に形成され、第１の銅箔３０３との間にポリマー層３０２が介在された粘着層３０１と、ポリマー層３０２との間に粘着層３０１が介在された第２の銅箔３０３’とを備え、ポリマー層３０２及び粘着層３０１の厚さの合計は１２〜２５μｍである。また、フレキシブル印刷回路板構造において、第２の銅箔は粘着層の一部を露出するスリットを有している。【選択図】図３

Description

本考案は、両面銅箔基板に関し、特に、フレキシブル（可撓性）印刷回路板に適用される複合式両面銅箔基板に関するものである。

現在、電子システムが軽薄短小、高耐熱性、多機能性、高密度化、高信頼性、且つ低コストの方向へ発展している中、基板の選択は、極めて重要な影響要素となっている。

フレキシブル印刷回路板の銅箔基板は、片面銅箔基板及び両面銅箔基板に分けられる。片面銅箔基板又は両面銅箔基板の選択は、実際の必要に応じて決められる。その製造上においては、基板を一定の寸法に切断した後、パターニング（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）を行う。片面銅箔基板に比して、両面銅箔基板は、より多くの回路を限られたスペースに形成することができるため、多層板の主要な内層基材となっている。

現在、フレキシブル印刷回路板に適用される両面銅箔基板１００の構造は、図１に示すように、主に熱硬化性ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）層１０１の上下表面にそれぞれ熱可塑性ポリイミド（ＴｈｅｒｍａｌＰｌａｓｔｉｃＰｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＴＰＩ）膜１０２を設け、さらにこの２つの熱可塑性ポリイミド膜１０２の一方の表面にそれぞれ銅箔（Ｃｕｆｏｉｌ）１０３を設けることにより、銅箔１０３に回路パターンを形成できるようにしている。しかしながら、特殊な熱可塑性ポリイミド膜の使用においては、その入手先がアメリカ、日本の大手メーカに限られているほか、コストが嵩む一方で、その上、圧着法によって製造された両面板は、生産設備が高価であり、かつそれ自体の製造工程にも歩留まりの問題があった。従って、両面銅箔基板のコストが上昇し、それに伴って、最終的に製造されたフレキシブル印刷回路板の平均コストも相対的に上昇している。

フレキシブル印刷回路板に適用される他の両面銅箔基板２００の構造は、図２に示すように、主に、結合された熱膨張係数の異なるポリイミド層２０１、２０２の両外側面に２つの銅箔２０３を圧着することにより、銅箔２０３に回路パターンを形成できるようにしている。しかしながら、対称的ではない熱硬化性薄膜を使用しているため、応力の不均一により回路板が反り、屈曲Ｒ角を０．８ｍｍ以下とすることを満足させることができないという問題があった。

従って、依然として、高屈曲スライド回数を満足するとともに、屈曲Ｒ角が０．８ｍｍよりも小さい両面銅箔基板が必要とされている。

上記の課題を解決するために、本考案は、対向する第１の表面及び第２の表面を有するポリマー層と、前記ポリマー層の第１の表面に形成された第１の銅箔と、前記ポリマー層の第２の表面に形成されることにより、前記第１の銅箔との間に前記ポリマー層が介在された粘着層と、前記粘着層に形成されることにより、前記ポリマー層との間に粘着層が介在された第２の銅箔と、を備え、前記ポリマー層及び前記粘着層の厚さの合計は１２〜２５μｍであることを特徴とする複合式両面銅箔基板を提供する。

また、本考案において、前記粘着層の厚さは、３〜１２μｍである。

また、本考案において、前記第１の銅箔の厚さは、８〜１８μｍであり、好ましくは、前記第１の銅箔は、圧延ＲＡ銅箔又は高温高屈曲ＨＡ銅箔である。

また、本考案において、前記第２の銅箔の厚さは、８〜１８μｍである。

また、本考案は、本考案に係る複合式両面銅箔基板を使用するフレキシブル印刷回路板構造であって、前記第２の銅箔が粘着層の一部を露出させるためのスリットを有し、前記露出された粘着層の一部が前記フレキシブル印刷回路板の湾曲部として用いられるフレキシブル印刷回路板構造を提供する。

本考案に係る両面銅箔基板は、簡易な製造工程により製造されてなるものであり、必要に応じて粘着層及びポリマー層の厚さを調整することができ、高屈曲スライド回数及び屈曲Ｒ角を０．８ｍｍ以下とする要求を満足させ、特に回路板の屈曲又はスライドの必要がある製品に適用される。

従来の両面銅箔基板構造の断面模式図を示す。従来の他の両面銅箔基板構造の断面模式図を示す。本考案に係る両面銅箔基板構造の断面模式図を示す。本考案に係るフレキシブル印刷回路板構造の断面模式図を示す。図４Ａに示すフレキシブル印刷回路板構造の立体図を示す。

以下、具体的な実施例を用いて本考案の実施形態を説明する。この技術分野に精通した者は、本明細書の記載内容によって簡単に本考案のその他の利点や効果を理解できる。本考案は、その他の異なる実施例によって応用を加えることが可能であり、本明細書の記載内容も、異なる観点や応用に基づき、本考案の主旨を逸脱しない範囲で様々な修正や変更が可能である。

本明細書において、ガラス転移温度（Ｇｌａｓｓｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ、Ｔｇとも称する）とは、粘着層の耐熱性に関するものである。本考案の場合は、転移温度（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）の一種であり、特に材料の相変化温度である。具体的には、加熱又は冷却に伴い、材料の温度が臨界温度よりも高く又は低くなる場合、相がゴム状態又は硬脆性（ｂｒｉｔｔｌｅ）のガラス状態に変換される。

図３は、本考案に係る両面銅箔基板３００の構造を示す。両面銅箔基板３００は、第１の銅箔３０３と、前記第１の銅箔３０３の表面に形成され、第１の表面３０２１及び第２の表面３０２２を有するポリマー層３０２と、前記ポリマー層３０２の第２の表面３０２２に粘着されることにより、前記第１の銅箔３０３との間に前記ポリマー層３０２が介在された粘着層３０１と、前記粘着層３０１に形成されることにより、前記ポリマー層３０２との間に前記粘着層３０１が介在された第２の銅箔３０３’と、を備える。

製造された可撓性回路板の板撓み、ポップコーン（ｐｏｐｃｏｒｎ）等の信頼性に関わる問題の発生を減少させるために、本考案に係る両面銅箔基板構造は、両面銅箔基板の必要に応じて、両面銅箔基板における粘着層の組成及び厚さを調整することができる。また、本考案に係る銅箔基板の耐熱性を高めるために、粘着層は、１７０℃よりも高いガラス転移温度を有するのが好ましい。粘着層の材質は、エポキシ樹脂、アクリル酸系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーンゴム系樹脂、パリレン系樹脂、ビスマレイミド（Ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ）系樹脂及びポリイミド樹脂からなる群から選択される１種または２種以上を含む化合物である。該ポリイミド樹脂は、熱可塑性ポリイミド（ＴｈｅｒｍａｌＰｌａｓｔｉｃＰｏｌｙｉｍｉｄｅ，ＴＰＩ）であるのが好ましいが、特に、エポキシ樹脂、及びビスマレイミド（Ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ）系樹脂、アクリル酸系樹脂又は熱可塑性ポリイミドからなる群の１種または２種以上から選択される混合型粘着層であるのがより好ましい。本考案に係る粘着層の厚さが３〜１２μｍであるため、コストを効果的に制御する条件下で、性能の優れた銅箔基板を提供することができる。

銅箔基板において使用されるポリマー層の材質は特に制限されないが、ハロゲンを含まない熱硬化性ポリイミド材料を使用するのが好ましく、特に自己接着性を有し、且つハロゲンを含まない熱硬化性ポリイミド材料を使用するのがより好ましい。本考案に係る１つの具体的な実施例において、前記ポリマー層の厚さは、５〜１５μｍである。好ましい実施例において、例えば、粘着層の厚さが９〜１２μｍである場合には、厚さが１０〜１４μｍであるポリマー層を選択する。

さらに、好ましい実施例において、使用される第１の銅箔は、その厚さが８〜１８μｍであり、圧延ＲＡ銅箔又は高温高屈曲ＨＡ銅箔である。第２の銅箔については特に制限されず、一般の電解銅箔を使用すればよいが、その厚さは、８〜１８μｍであるのが好ましい。

他の実施態様において、本考案は、本考案に係る複合式両面銅箔基板を使用したフレキシブル印刷回路板であって、第２の銅箔が粘着層の一部を露出させるためのスリットを有し、露出された粘着層部分がフレキシブル印刷回路板の湾曲部として用いられる印刷回路板を提供する。具体的には、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、フレキシブル印刷回路板４００の構造は、第１の銅箔４０３と、前記第１の銅箔４０３の表面に形成され、第１の表面４０２１及び第２の表面４０２２を有するポリマー層４０２と、前記ポリマー層４０２の第２の表面４０２２に粘着されることにより、前記第１の銅箔４０３との間に前記ポリマー層４０２が介在された粘着層４０１と、前記粘着層４０１に形成されることにより、前記ポリマー層４０２との間に前記粘着層４０１が介在された第２の銅箔４０３’と、を備え、第２の銅箔４０３’が粘着層４０１の一部を露出させるためのスリット４０４を有しており、銅箔において回路パターンが形成されるための表面の垂直方向において、第２の銅箔４０３’によって被覆されていない領域が湾曲部である。

本考案に係る両面銅箔基板構造は、下記の製造工程により製造することができる。

準備例：塗布／圧着法により本考案に係る両面銅箔基板を製造する。

まず、厚さが１２μｍである高温高屈曲ＨＡ銅箔（ＪＸ日鉱日石金属株式会社製）を準備し、該銅箔の一方の表面にポリイミドを塗布し、ベークして厚さが１３μｍであるポリイミド層を形成した後、片面銅箔基板を得る。そして、塗布又は転写法により粘着層をポリイミド層の表面に形成し、粘着層をＢ−ｓｔａｇｅ状態に介在させ、さらに銅箔を準備し、該銅箔を前記片面銅箔基板の粘着層に貼り付け、圧着させることで緊密に粘着させ、それにより両面銅箔基板を形成する。最後に、該両面銅箔基板をベークして、本実施例の両面銅箔基板製品を完成させる。

テスト例：スライドテーブルのスライドテスト及び反発力のテスト

表１に記載の実施例及び比較例の内容に基づいて本考案に係る両面銅箔基板及び従来の両面銅箔基板を準備し、そして、厚さが１５μｍである粘着層と厚さが１２．５μｍであるポリイミド被覆膜を、第１の銅箔（比較例では任意の銅箔）に貼り付け、下記のテスト条件により屈曲回数、抵抗変化率及び反発力をテストする。ここで、比較例の両面銅箔基板構造は、図２に示すように、粘着層を含まないものとする。

スライドテーブルのテスト条件：製造された両面銅箔基板材料を１０ｍｍ×３０ｍｍのサンプルに切断し、スライドテーブルテストＲ角を０．６５ｍｍとし、スライド頻度を６０回／ｍｉｎとし、スライドストロークを３５ｍｍとする。テスト合格の基準は、屈曲１０万回で、抵抗変化率が１０％以内とする。

反発力テストのテスト条件：製造された両面銅箔基板材料を１０ｍｍ×３０ｍｍのサンプルに切断し、粘着層に貼合された銅箔をエッチング除去し、テストＲ角を２．３５ｍｍとする。一組のサンプルにつき５回テストし、平均値を計算した後、表にまとめた（表１参照）。

表１の結果から、本考案に係る両面銅箔基板が極めて低い反発力を有し、低屈曲Ｒ角が０．６５である場合のスライドテスト回数の要求を満足することができ、且つ、抵抗変化率も１０％以下であることが分かる。また、実施例２に示す好ましい態様において、第１の銅箔には、高温高屈曲ＨＡ銅箔が使用され、そのスライド屈曲回数が１３００００回にも達しており、抵抗変化率も４．３２％のみであるため、比較例の両面銅箔基板において測定されたデータよりも著しく優れていることが分かる。本考案において、エポキシ樹脂型の粘着層の厚さは反発力に対する影響が比較的に小さいため、好ましい実施例において、ポリマー層の厚さは、５〜１５μｍであるのが好ましく、１０〜１４μｍであるのがより好ましい。また、高温高屈曲ＨＡ銅箔との組み合わせにより、第１の銅箔はより好ましい性能を有する。

上述のように、本考案に係る銅箔基板は、簡易な製造工程により製造されてなるものであり、所定の層厚の粘着層をポリイミド層と組み合わせることにより、本考案に係る両面銅箔基板は低反発力を有し、低屈曲Ｒ角を０．６５とするスライドテスト回数の要求を満足させ、特に薄型化の可撓性電子製品に適用することができる。

本明細書及び実施例は、本考案の主旨とその効果を説明するものであって、本考案を限定するものではない。本考案の権利保護範囲は、実用新案登録請求の範囲の通りである。

１００、２００、３００両面銅箔基板
４００フレキシブル印刷回路板
１０１熱硬化性ポリイミド層
１０２熱可塑性ポリイミド膜
１０３、２０３銅箔
２０１、２０２ポリイミド層
３０２、４０２ポリマー層
３０１、４０１粘着層
３０３、４０３第１の銅箔
３０３'、４０３’ 第２の銅箔
４０４スリット
３０２１、４０２１第１の表面
３０２２、４０２２第２の表面

Claims

対向する第１の表面及び第２の表面を有するポリマー層と、
前記ポリマー層の第１の表面に形成された第１の銅箔と、
前記ポリマー層の第２の表面に形成されることにより、前記第１の銅箔との間に前記ポリマー層が介在された粘着層と、
前記粘着層に形成されることにより、前記ポリマー層との間に前記粘着層が介在された第２の銅箔と、
を備え、
前記ポリマー層及び前記粘着層の厚さの合計は１２〜２５μｍであることを特徴とする複合式両面銅箔基板。
前記粘着層の厚さが、３〜１２μｍであることを特徴とする請求項１に記載の複合式両面銅箔基板。
前記第１の銅箔の厚さが、８〜１８μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合式両面銅箔基板。
前記第１の銅箔が、圧延ＲＡ銅箔又は高温高屈曲ＨＡ銅箔であることを特徴とする請求項３に記載の複合式両面銅箔基板。
前記第１の銅箔が、圧延ＲＡ銅箔又は高温高屈曲ＨＡ銅箔であることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合式両面銅箔基板。
前記粘着層の材質は、エポキシ樹脂、アクリル酸系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーンゴム系樹脂、パリレン系樹脂、ビスマレイミド（Ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ）系樹脂及びポリイミド樹脂からなる群から選択される１種または２種以上を含む化合物であることを特徴とする請求項１に記載の複合式両面銅箔基板。
前記第２の銅箔の厚さが、８〜１８μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合式両面銅箔基板。
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の複合式両面銅箔基板を使用するフレキシブル印刷回路板構造であって、前記第２の銅箔が粘着層の一部を露出させるためのスリットを有し、前記露出された粘着層の一部が前記フレキシブル印刷回路板の湾曲部として用いられることを特徴とするフレキシブル印刷回路板構造。