JP4744961B2 - Reinforcing film for flexible printed wiring boards - Google Patents
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Description
本発明は、電子分野のフレキシブルプリント配線板に用いられる補強フィルムに係わり、とくにフレキシブルプリント配線板の接続端子部などの強度が必要とされる箇所に貼り付けて強度を増すために用いる補強フィルムに関する。 The present invention relates to a reinforcing film used for a flexible printed wiring board in the electronic field, and particularly relates to a reinforcing film used for increasing the strength by being attached to a location where strength is required such as a connection terminal portion of the flexible printed wiring board. .
近年、電子機器の小型化、高密度化により、フレキシブルな絶縁基板上に導体回路を形成したフレキシブルプリント配線板がよく用いられている。この場合、絶縁基板にはフレキシブルな耐熱性樹脂フィルムが用いられており、接続端子部など強度が必要とされる箇所には、補強材を張り合わせて強度を増す必要がある。 In recent years, flexible printed wiring boards in which a conductor circuit is formed on a flexible insulating substrate are often used due to downsizing and high density of electronic devices. In this case, a flexible heat-resistant resin film is used for the insulating substrate, and it is necessary to increase the strength by attaching a reinforcing material to a portion where strength is required, such as a connection terminal portion.
従来、補強材には、ガラス織布基材エポキシ樹脂積層板などの電気絶縁用積層板が用いられてきたが、打ち抜きの際に抜きカスが生じ易いなど、加工する上で問題があった。それを解決するために、ポリイミドやポリエーテルケトンなどの耐熱性樹脂フィルムを補強フィルムとして用いるケースが多くなってきている。 Conventionally, laminated sheets for electrical insulation such as glass woven fabric base material epoxy resin laminated sheets have been used as the reinforcing material, but there has been a problem in processing such as the occurrence of scraps during punching. In order to solve this problem, there are an increasing number of cases in which a heat-resistant resin film such as polyimide or polyether ketone is used as a reinforcing film.
これらの耐熱性樹脂を用いた補強フィルムは、上記のような打ち抜きの際に生じる抜きカスの発生を抑制することができる。 Reinforcing films using these heat-resistant resins can suppress the occurrence of punching residue that occurs during punching as described above.
しかしながら、耐熱性樹脂フィルムを用いた場合には、厚みを増すに連れて製造が困難となり、価格が上がることや、反りが発生するなどの問題が生じることがある。 However, when a heat-resistant resin film is used, it becomes difficult to manufacture as the thickness increases, and problems such as an increase in price and warping may occur.
この反りの抑えに関しては、「絶縁基板と同等のヤング率を有する外側材」と「曲げ中立面が厚みの中央に位置する内側材」とからなる補強材を用いることで、製品の反りを抑えることが提案されている(特許文献1)。
一方、反りとは別の問題点として、耐熱性樹脂フィルムの厚さを増すと、高温下での工程、例えば表面実装時のリフロー工程などにおいて、フレキシブルプリント配線板と補強フィルムとの界面に剥離が生じるという問題がある。 On the other hand, as a problem different from warping, if the thickness of the heat-resistant resin film is increased, it peels off at the interface between the flexible printed wiring board and the reinforcing film in a process under high temperature, for example, a reflow process during surface mounting There is a problem that occurs.
この原因は、高温下においてフレキシブルプリント配線板と補強フィルムとの間に発生した水蒸気が、補強フィルムを通過せずにフレキシブルプリント配線板と補強フィルムとの間に溜まり、界面に剥がれが生じるためだと推定される。界面に剥がれが生じると、実装不良の因子となる。 This is because water vapor generated between the flexible printed wiring board and the reinforcing film at high temperatures accumulates between the flexible printed wiring board and the reinforcing film without passing through the reinforcing film, causing peeling at the interface. It is estimated to be. If peeling occurs at the interface, it becomes a factor of mounting failure.
この対策が、特許文献2に開示されており、補強板に水蒸気を通過させるための通気孔を多数開口させることで、カバーフィルムと銅箔との間にボイド(気泡)が発生することを防止している。 This measure is disclosed in Patent Document 2 and prevents the formation of voids (bubbles) between the cover film and the copper foil by opening a large number of vent holes for allowing water vapor to pass through the reinforcing plate. is doing.
しかし、この特許文献2に記載の対策は、通気孔部への異物の混入や、加工工数が掛かるといった問題があり、十分な対応策となっていない。 However, the countermeasure described in Patent Document 2 is not a sufficient countermeasure because there are problems that foreign matter is mixed into the vent hole and the number of processing steps is increased.
本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、実装時のリフロー工程などにおいて発生するフレキシブルプリント配線板と補強フィルムとの間に生じる界面剥離を抑制し得るフレキシブルプリント配線板用補強フィルムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned points, and is a reinforcing film for a flexible printed wiring board that can suppress interfacial peeling that occurs between the flexible printed wiring board and the reinforcing film that occurs in a reflow process during mounting. The purpose is to provide.
上記目的達成のため、本発明では、
Tg(ガラス転移温度)が150℃以上の耐熱性樹脂を基材とし、層構造が多層構造であって少なくとも1つの気泡混入層を含むものであり、水蒸気透過係数を30.0g/24h・m2より高くしたことを特徴とするフレキシブルプリント配線板用補強フィルム、
を提供する。
In order to achieve the above object, in the present invention,
The base material is a heat-resistant resin having a Tg (glass transition temperature) of 150 ° C. or higher, the layer structure is a multi-layer structure and includes at least one bubble-containing layer, and the water vapor transmission coefficient is 30.0 g / 24 h · m. A reinforcing film for a flexible printed wiring board, characterized by being higher than 2 .
I will provide a.
本発明によれば、気泡混入層を含む構造により水蒸気が抜けてフレキシブルプリント配線板と補強フィルムとの間に生じる界面剥離を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, interfacial peeling which arises between a flexible printed wiring board and a reinforcement film when water vapor | steam escapes with the structure containing a bubble mixing layer can be suppressed.
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施例1である3層構造の耐熱性フィルムの断面構造を示している。本発明に係る耐熱性樹脂フィルムの水蒸気透過係数の調整は、フィルム自体に気泡を混入させることにより行う。水蒸気透過係数の数値は、30.0g/24h・m2程度あれば充分と考えられる。 FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a heat-resistant film having a three-layer structure that is Example 1 of the present invention. The water vapor transmission coefficient of the heat resistant resin film according to the present invention is adjusted by mixing bubbles in the film itself. A value of about 30.0 g / 24 h · m 2 is considered sufficient for the water vapor transmission coefficient.
水蒸気透過係数がかなり低い値の場合、高温工程、例えばリフロー工程などにより、水蒸気が補強フィルムを通過せずに補強フィルムとフレキシブルプリント配線板との界面に溜まり、界面剥離の原因となる。水蒸気透過係数を調整した耐熱性樹脂フィルムは、撹拌により水蒸気を混入させた耐熱性樹脂溶液を流延塗布したのち、加熱乾燥することにより得られる。作製したフィルムの厚みは、通常、12.5〜200μmである。 When the water vapor transmission coefficient is a considerably low value, water vapor does not pass through the reinforcing film but accumulates at the interface between the reinforcing film and the flexible printed wiring board due to a high temperature process, for example, a reflow process, which causes interface peeling. A heat-resistant resin film having an adjusted water vapor transmission coefficient is obtained by casting and applying a heat-resistant resin solution mixed with water vapor by stirring, followed by heating and drying. The thickness of the produced film is usually 12.5 to 200 μm.
本発明の課題解決に適用可能な耐熱性樹脂フィルムとしては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、エポキシ樹脂などのようなTg(ガラス転移温度)が150℃以上のもので、キャスト、押し出し成形等の方法によりフィルム化が可能な樹脂からなるものなどが使用可能である。 Examples of the heat-resistant resin film applicable to solving the problems of the present invention include polyimide, polyamideimide, polyetherimide, polysulfone, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, polycarbonate, polyarylate, polyethersulfone, liquid crystal polymer, and fluororesin. It is possible to use a resin having a Tg (glass transition temperature) of 150 ° C. or higher, such as an epoxy resin, and a resin that can be formed into a film by a method such as casting or extrusion molding.
また、図1に示したように、補強フィルム10の層構成を多層構造にすることも可能である。図1では3層構成となっており、上層11、中央層12、下層13は、それぞれ耐熱性樹脂からなるフィルムであり、これらの層11ないし13は、接着剤を介さずにコーティングやラミネートなどの積層方法で積層される。
Moreover, as shown in FIG. 1, it is also possible to make the layer structure of the reinforcing
なお、図1には、上層、中央層および下層からなる3層構造であって、上層および下層に気泡混入層を含むフィルム構成を示したが、中央層に気泡混入層を有するフィルムなど、どの層に気泡混入層を含んでもよい。 Note that FIG. 1 shows a three-layer structure consisting of an upper layer, a central layer, and a lower layer, and a film configuration including a bubble-containing layer in the upper layer and the lower layer. The layer may include a bubble-containing layer.
上層11、中央層12および下層13は、同一組成でも異なる組成でもよい。また、それらの厚みは、同一でも異なるものでもよい。好ましくは、上層11と下層13とを同一組成、同一厚みとすれば反りの発生が抑制されるから、なおよい。
The
上層11と下層13とが異なる組成もしくは異なる厚みである場合、熱膨張係数の違いによりフィルム自体の反りが発生する可能性があるので、組み合わせに留意する必要がある。また、多層構造としても、水蒸気透過係数を高くすることが必要である。
When the
水蒸気透過係数を適当な範囲にできるのであれば、積層される耐熱性フィルムが、一般の耐熱性フィルムであっても、または水蒸気透過係数を高くした耐熱性フィルムであってもよい。一般の耐熱性フィルムとしては、水蒸気透過係数を調整していない耐熱性樹脂フィルムであり、市販品を用いてもよい。この積層操作を繰り返すことにより、さらに多層化した耐熱性樹脂フィルムを作製することも可能であり、フィルム厚みの調整が容易となる利点がある。 As long as the water vapor transmission coefficient can be adjusted to an appropriate range, the heat resistant film to be laminated may be a general heat resistant film or a heat resistant film having a high water vapor transmission coefficient. A general heat resistant film is a heat resistant resin film whose water vapor transmission coefficient is not adjusted, and a commercially available product may be used. By repeating this laminating operation, it is possible to produce a heat-resistant resin film having a further multilayered structure, which is advantageous in that the film thickness can be easily adjusted.
市販のポリイミドフィルム(鐘淵化学工業株式会社製、アピカルNPI、厚み50μm)をベース材として、その両面に、気体を混入させたポリアミック酸溶液を塗布した後に乾燥を行うことで、水蒸気透過係数の高いポリイミドフィルムである上下層11,13(図1)を形成した。3層補強フィルムとしての総厚みは、75μmであった。
By applying a polyamic acid solution mixed with gas on both sides of a commercially available polyimide film (Kanebuchi Chemical Industry Co., Ltd., Apical NPI, thickness 50 μm) as a base material, the water vapor transmission coefficient is reduced. Upper and
また、作製した3層補強フィルムの断面観察を行った結果、上、下各層11,13のポリイミドフィルムに、気泡(直径約0.38μm、70個/100μm2)が存在することを確認した。この3層補強フィルムの水蒸気透過係数を、ASTM E-96-66 Procedure E (カップ法)により測定した。
Further, as a result of cross-sectional observation of the produced three-layer reinforcing film, it was confirmed that bubbles (diameter: about 0.38 μm, 70/100 μm 2 ) were present in the polyimide films of the upper and
図2は、水蒸気透過係数のある3層補強フィルム10の効果を評価するため、フレキシブルプリント基板20に貼付してサンプル100を作製する様子を示している。すなわち、ポリイミド両面銅張板(銅箔厚:18μm、ポリイミド厚:25μm)20の両面にポリイミドカバーフィルム(ポリイミドフィルム厚:12.5μm、接着剤厚:25μm)21,22をラミネートにより貼り付けたベース材20Aを用意し、このベース材20Aに接着剤シート(厚み:50μm)30を介して3層補強フィルム10を貼り付ける。このようにして作製したサンプル100を用いて、はんだ耐熱性試験および吸湿リフロー試験を行った。
FIG. 2 shows a state in which a
試験方法
<加湿はんだ耐熱性試験>
サンプル100を40℃、90%RHの環境試験機に72時間保持し、その後、はんだ浴に10秒間浸漬し、剥がれや膨れなどが生じない温度を測定した。
Test method <humidified solder heat resistance test>
<吸湿リフロー試験>
サンプル100を40℃、90%RHの環境試験機に72時間保持し、Max温度が260℃になるように設定した、一般的なリフロー条件のリフロープログラムに設定されたリフロー炉で加熱し、剥がれや膨れの有無を観察した。
<Hygroscopic reflow test>
比較例としては、次の3例のポリイミドフィルムを用いた。厚みは、何れも75μmである。 As comparative examples, the following three polyimide films were used. The thickness is 75 μm in all cases.
比較例1:鐘淵化学工業株式会社製アピカルNPI
比較例2:デュポン社製カプトン300H
比較例3:宇部興産株式会社製ユーピレックス
これらを用いて、実施例1と同様に3層構造補強材を作製し、実施例1と同様の加湿はんだ耐熱性試験および吸湿リフロー試験を行った。その結果は、下記表1に示す通りである。
Comparative Example 2: DuPont Kapton 300H
Comparative Example 3: Upilex manufactured by Ube Industries, Ltd. Using these, a three-layer structural reinforcing material was produced in the same manner as in Example 1, and the same humidified solder heat resistance test and moisture absorption reflow test as in Example 1 were performed. The results are as shown in Table 1 below.
上記表1に示すように、実施例1では、水蒸気透過係数が31.6 g/24h・m2であり、他のポリイミドフィルムよりも高い水蒸気透過性を有することが確認された。そして、この実施例1を用いて補強を行なったフレキシブルプリント配線板では、膨れが全く生じなかった。このことから、水蒸気透過係数が31.6 g/24h・m2であれば充分な値であることが分り、25.0g/24h・m2以上の値であれば実用性があることが推定される。 As shown in Table 1 above, in Example 1, the water vapor transmission coefficient was 31.6 g / 24 h · m 2 , and it was confirmed that the water vapor permeability was higher than that of other polyimide films. The flexible printed wiring board reinforced using Example 1 did not swell at all. From this, it can be seen that a water vapor transmission coefficient of 31.6 g / 24 h · m 2 is sufficient, and a value of 25.0 g / 24 h · m 2 or more is estimated to be practical. .
また、加湿はんだ耐熱性試験では、実施例1は、比較例1〜3よりも高い耐熱性を示した。さらに、吸湿リフロー試験において、実施例1のみが膨れや剥がれがなく工程を通過することが可能になる。 In the humidified solder heat resistance test, Example 1 showed higher heat resistance than Comparative Examples 1 to 3. Further, in the moisture absorption reflow test, only Example 1 can pass through the process without swelling or peeling.
以上の結果から、本発明の気泡混入層を含む重層構造の耐熱性樹脂フィルムを用いることにより、フレキシブルプリント配線板と補強フィルムとの間に生じる界面剥離を抑制することができ、より高温下での作業が可能になる。 From the above results, by using the heat-resistant resin film having a multilayer structure including the bubble-mixed layer of the present invention, it is possible to suppress interfacial peeling that occurs between the flexible printed wiring board and the reinforcing film, and at higher temperatures. Work becomes possible.
10 補強フィルム
11 補強フィルム10の上層
12 補強フィルム10の中央層
13 補強フィルム10の下層
20 両面銅張板
21,22 カバーフィルム
20A ベース材
30 接着剤
100 サンプル
DESCRIPTION OF
Claims (3)
ポリイミドフィルムを前記基材として、その両面に気体を混入させたポリアミック酸溶液を塗布した後に乾燥を行うことで、水蒸気透過係数の高いポリイミドフィルムである上下層を形成したことを特徴とするフレキシブルプリント配線板用補強フィルム。 In the reinforcing film for flexible printed circuit boards according to claim 1,
A flexible print characterized in that the upper and lower layers, which are polyimide films having a high water vapor transmission coefficient, are formed by applying a polyamic acid solution mixed with gas on both sides of the polyimide film as a base material and then drying. Reinforcing film for wiring boards.
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