JP5613918B2 - Manufacturing method of flexible printed circuit board - Google Patents
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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。 The present invention relates to a flexible printed circuit board in which a circuit is formed on a flexible insulating film and a method for manufacturing the same, and more particularly to a flexible print that improves the reliability by preventing peeling of a coverlay covering the circuit. The present invention relates to a substrate and a manufacturing method thereof.
従来より、フレキシブルプリント基板(Flexible Printed Circuits: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。 Conventionally, a coverlay film (see, for example, Patent Document 1 (page 2-3, FIG. 1)) has been known as a technique for improving the reliability of a flexible printed circuit (FPC). This coverlay film is composed of an electrically insulating film layer, an adhesive layer and a release material layer. The release material forming the release material layer is obtained by coating the base paper with a resin with a predetermined thickness.
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。 For this reason, when drilling or the like, the release material residue does not adhere to the inside of the hole or the cover lay film and the release material are not fused, and this is the case of punching with a mold. However, it is said that there is no generation of burr or deformation.
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。 Further, as a method for detecting the protective film left in the substrate opening as such a burr, an insulating substrate inspection method and inspection apparatus (for example, Patent Document 2 (page 4-6, FIGS. 1-4)). See). In this inspection method, light is irradiated to the inspection region in which the opening is formed, and it is detected whether the protective film is left in the opening based on the light transmitted through the insulating substrate.
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。 And in these, it is comprised so that a cut surface may become perpendicular | vertical to a board surface at the time of the external shape process of a coverlay film, a protective film, and an insulated substrate.
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。 However, in the above-described conventional coverlay film disclosed in Patent Document 1 and the inspection method disclosed in Patent Document 2, the cut surface (processed surface) is formed perpendicular to the plate surface. The area where the adhesive touches the outside air at the exposed portion of the end of the adhesive layer of the film cannot be reduced. For this reason, the coverlay film may be peeled off due to the deterioration of the adhesive, and in this case, a problem may arise in the long-term reliability of the flexible printed circuit board.
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。 In recent years, in consideration of the environment, non-halogenation of the adhesive of the cover lay film has progressed, and with this, the blending ratio of the flame retardant to the adhesive has increased. For this reason, there is a current situation that the coverlay film is more easily peeled off.
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。 The present invention provides a flexible printed circuit board and a method for manufacturing the same that can improve the reliability by preventing peeling of a coverlay covering a circuit in order to solve the above-described problems caused by the prior art. Objective.
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。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a flexible printed circuit board according to the present invention includes an insulating base film, a circuit formed on the base film and made of a conductor pattern, and a cover covering the circuit. And the cover lay is configured to cover the circuit through an adhesive layer, and the thickness of the adhesive layer at the end of the base film excludes the circuit It is characterized by being formed thinner than the thickness of the adhesive layer in other parts.
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。 On the surface of the adhesive layer on the cover lay side, for example, an inclined portion is formed that is inclined so that the distance from the base film becomes shorter toward the end portion. The inclined portion is formed by, for example, bending or bending a cover lay, and the inclined surface may be curved or flat.
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。 The adhesive which comprises the said adhesive bond layer does not contain a halogenated flame retardant, for example.
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。 The coverlay is configured to include a film layer on which the adhesive layer is formed, for example, and the film layer is made of any one of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyimide, and polyamide, for example.
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。 The flexible printed board may be mounted with an electronic device including an active element connected to the circuit, for example.
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。 The electronic device is heated and mounted in a reflow furnace through, for example, a solder paste mounted on a substrate.
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。 The solder paste does not contain lead, for example.
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。 Moreover, the manufacturing method of the flexible printed circuit board concerning this invention comprises the process of forming the said edge part by cutting | disconnection, after forming the said circuit and the said coverlay on the said base film in the said invention, and forming the said edge part The inclined portion is formed by a pressure applied during the process.
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。 Further, after forming the circuit and the cover lay on the base film, the end portion is formed by forming the inclined portion by applying pressure from the surface side of the cover lay, and then cutting the inclined portion. It is characterized by forming.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the flexible printed circuit board which can prevent peeling of the coverlay which coat | covers on a circuit, and can aim at reliability can be provided, and its manufacturing method.
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。 Preferred embodiments of a flexible printed circuit board and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
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。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a flexible printed circuit board according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the flexible printed
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。
The copper-
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。
The
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。
The copper-
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。
In the flexible printed
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。
Accordingly, the exposed portion of the
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。
In addition, since the adhesive which comprises the
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。
In this case, when the electronic device is mounted by heating in a reflow furnace so as to be connected to the
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。
Drawing 2 is an explanatory view for explaining an example of a manufacturing process by a manufacturing method of a flexible printed circuit board concerning one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the flexible printed
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。
Then, the
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。
As a result, it is possible to manufacture the flexible printed
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。
That is, when the cover lay 15 is bonded to the copper clad
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。
Then, the
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。
Here, in order to verify the effect of the flexible printed
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。
Further, seven types of samples of the flexible printed
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。
Then, the peel strength of the
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。
Next, one end of the
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、JIS C 5016 8.1.6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。 At this time, the sample width is 5 mm as a reference, but when it cannot be peeled off, peeling is performed at 3 mm or 1 mm. In addition, the calculation method of the average peeling load in each sample shall be performed by the method as described in JIS C 5016 8.1.6. That is, the peel strength was calculated for each sample from the average peel load according to the above equation (1), and the average value of the 5 sheets was taken as the peel strength.
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。
Each sample was cut out with a width of 5 mm from the inside of the
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。 Sample No. No. 1 is a comparative example, and the layer thicknesses B and C are both 35 μm as described above. Sample No. The layers 2 to 7 have all the layer thickness B of 35 μm, but the layer thickness C is 30 μm, 25 μm, 20 μm, 15 μm, 10 μm, and 0 μm, respectively. According to this test, when the peel strength ratio is 1.0, sample No. 1 shows that the peel strength is reduced by about 20%.
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。 However, sample no. 2, when the layer thickness C is 5 μm thinner than the comparative example, the decrease in peel strength is suppressed to about 10%. As shown in FIG. 3, it was found that when the layer thickness C was 10 μm thinner than that of the comparative example, the peel strength was hardly reduced.
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。
Thus, according to the present invention, the exposed portion is narrowed by forming the
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
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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
ことを特徴とするフレキシブルプリント基板の製造方法。 An insulating base film, a circuit formed on the base film and made of a conductor pattern, and a coverlay covering the circuit, the coverlay being made of an adhesive not containing a halogen flame retardant It is comprised so that the said circuit may be covered through an adhesive bond layer, Between the said base film and cover lay formed by the external shape process in the said cover lay covering the said circuit via the said adhesive bond layer The thickness of the adhesive layer at the end of the adhesive layer is formed to be thinner than the thickness of the adhesive layer in other parts except on the circuit, and the end of the adhesive layer is formed on the surface of the cover layer. A manufacturing method of a flexible printed circuit board in which an inclined portion is formed so that the distance from the base film is reduced toward the
After forming the circuit and the cover lay on the base film, comprising the step of forming the end by cutting,
The method of manufacturing a flexible printed board , wherein the inclined portion is formed by a pressure applied when forming the end portion .
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記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。 The coverlay includes a film layer on which the adhesive layer is formed,
The method for producing a flexible printed board according to claim 1, wherein the film layer is made of any one of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyimide, and polyamide.
ことを特徴とする請求項1又は2記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。 The method of manufacturing a flexible printed circuit board according to claim 1, wherein an electronic device including an active element connected to the circuit is mounted.
ことを特徴とする請求項3記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。 The method of manufacturing a flexible printed circuit board according to claim 3, wherein the electronic device is mounted by heating in a reflow furnace through a solder paste mounted on the substrate.
ことを特徴とする請求項4記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。 The method for manufacturing a flexible printed circuit board according to claim 4, wherein the solder paste does not contain lead.
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