JPH01321687A - フレキシブルプリント配線用基板 - Google Patents
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- H05K3/386—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of an organic polymeric bonding layer, e.g. adhesive
Landscapes
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
レキシブルプリント配線用基板に関するものである。
ンピュータなどの電機電子製品の小型化、軽量化、高性
能化が著しく進んでいる。この傾向は、トランジスタ、
IC,LSI、超LSIという半導体素子の著しい進歩
により高集積化が促進されてきた。
化に伴って、プリント配線板は、導体幅および導体間の
狭小化、多層化、フレキシブル化、基板の薄膜化により
、高密度化が急速に進んでいる。さらに片面板から、ス
ルーホール両面板へ、あるいは多層板へ、使用の特殊化
からフレキシブルプリント回路(以下FPCという)基
板へと発展している。
脂含浸系、紙/エポキシ樹脂含浸系、ガラス布/エポキ
シ樹脂含浸系などの絶縁材料が多く使用されている。し
かし、高温度での寸法変化が大きく、高精度回路の製造
が困難であり、重く厚く、可撓性がないために、FPC
用基板としては不適当である。一方、セラミック材料、
金属材料などは、耐熱寸法安定性、耐湿寸法安定性など
が優れているが、セラミック材料は可撓性に乏しく、金
属材料は絶縁性に乏しく、いずれも重く厚いため、高密
度FPC用配線板としては不適当である。
ックフィルム(代表例として、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルム、ポリイミドフィルムなど)は、その優れ
た機械的、電気的、熱的性質から広く用いられ、銅箔、
アルミニウム箔を貼合せたり、あるいは銀ペースト、銅
ペースト、カーボンをコートしたものが用いられている
。汎用的なFPC基板では、従来、金属薄膜として18
μ以上の厚さの銅薄膜が用いられ、プラスチックフィル
ムと該銅薄は、5μ以上の厚さの接着剤層で貼付は積層
一体化されている。また、プラスチックフィルム上に真
空蒸着やスパッタリング法で銅層を設けたものも用いら
れている。蒸着によって銅層を比較的厚く設けた例が特
公昭61−16620号に開示されている。また、従来
からプラスチックフィルムの上に真空蒸着法やスパッタ
リング法によって核付けとなる金属層を形成し、しかる
後に電解処理法によって銅層の厚さを増すことが知られ
ている。
ウム箔を貼合せたり、あるいは銀ペースミー1銅ペース
ト、カーボンコートしたものは、電気抵抗、密着力(特
に高温俊、高温多湿後の密着力)、繰返し屈曲性などの
面でいずれも問題がある。たとえば、銅箔やアルミニウ
ム箔を貼合せたFPC基板は、可撓性の接着剤が選ばれ
、NBR系接着接着剤クリルゴム系接着剤、ポリアミド
系接着剤が使用されることが多いが、耐熱温度が不足で
、接着層を非常に厚くする必要がある。耐熱性の優れた
接着剤、たとえばシリコーン系接着剤などでは可撓性と
接着性とが両立できなく、曲げにより銅が剥離して亀裂
を生じる欠点があった。
場合、繰返し曲げで接着力が不足したり、銅が剥離する
欠点が顕著に現れる。特にライン幅、ライン間隔が0.
15mm以下のライン化では多くの欠点が出現する。そ
の解決策として、接着層を厚くすることが試みられてい
るが、エツチング工程で必要以上に厚い膜をエツチング
するため、回路設計の精度が劣り、製造コストが高いな
どの欠点があった。
ートしたものは、電気伝導性が低く、信頼性が十分とい
えない基本的な欠点がめった。
で銅薄膜を設けたものは、該銅薄層の膜厚が極めて薄い
ため、高電流で回路が断線し、特殊な小電流回路以外に
は適用できず、Cu蒸看層が酸化や湿気により腐蝕が生
じ、密着性、耐熱性、耐湿性が劣るなど問題が多い。特
公昭61−16620号で開示されたように、蒸着によ
って銅層を比較的厚く設けたり、特開昭61−1285
93号、特開昭62−47908号に開示されたように
、銅蒸@層の上に、銅よりも耐蝕性のよい金属を積層蒸
着せざる方法が提案されているが、密着性が劣り、小電
流回路以外には適用できないなど用途面で限られている
。
やスパッタリング法によって薄い銅層を形成し、しかる
後に電解処理法によって銅層の厚さを増すことは知られ
ているが、これらのいずれの場合にも、プラスチックフ
ィルムに直接に銅を蒸着するため、プラスチックフィル
ム側よりの透湿、酸化、およびプラスチックフィルムの
添加剤などにより、CuM看層が腐蝕し、はがれたり、
または銅層が形成されても密着性が劣り、実用的に使用
可能なものは上市されるに至っていない。
久性(60’C195%、1000時間後の特性)が要
求されるが、これを満足するものは上市されていない。
多層積層フレキシブルプリント回路板は一般的には大量
に生産、販売されるには至っていない。
のであり、とくにFPClざらにコネクター、フラット
電線などの用途に適した金属蒸着メッキフィルムを提供
することを目的とするものである。
な積層一体化では、前記の各種の欠点を解決することは
困難と考え、プラスチックフィルムと金属層の界面、お
よび形成される金属層について鋭意検討した結果、本発
明を完成するに至ったものである。
dyne/ cm以上の表面張力を付与したプラスチ
ックフィルムの表面に、直接または樹脂層を介して金属
蒸着層を設け、該金属蒸着層上に電気メッキ法でより厚
膜の金属層を積層し、一体化したことを特徴とするフレ
キシブルプリント配線用基板でおる。
ついて詳述する。
と、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,
6−ナフタレート、ポリエチレン−α、β−ビス(2−
クロルフェノキシエタン−4,4′−ジカルボキシレー
ト)などのポリエステル、ポリフェニレンサンファイト
、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン
、芳香族ポリアミド、ボリアリレート、ポリイミド、ポ
リアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリパラジン酸
、ポリオキサジアゾールおよびこれらのハロゲン基ある
いはメチル基置換体が挙げられる。
ものであっても良い。これらのプラスチックに公知の添
加剤、たとえば、滑剤、可塑剤などが添加されていても
良い。
以上含むポリマーを溶融押出しして得られる未延伸フィ
ルムを、二軸方向に延伸配向して機械特性を向上せしめ
たフィルムが特に好ましく、使用される。
、下式の繰返し単位を50モル%以上含むポリマーから
なり、湿式あるいは乾湿式製膜したフィルム、あるいは
該フィルムを二軸延伸および/または熱処理せしめたフ
ィルムも好ましく使用される。
m程度のものが多用され、12〜50μmの厚さが好適
である。
54 d’/ne/ cm以上、好適には58 dyn
e/cm以上の表面張力を有することである。このよう
な表面張力の値を付与するためには、プラスチックフィ
ルムにグロー放電による表面処理を行なう必要がある。
表面特性を改質する技術は公知である。
上)J177〜202頁(1986年)などで知られて
いる。本発明におけるグロー放電プラズマ処理とは、低
圧下のガスの零四気下に、電極間に0.1〜10KV前
後の直流あるいは交流を印加して開始、持続する放電、
いわゆるグロー放電に該フィルムをざらし、グロー放電
により生成した電子、イオン、励起電子、励起分子、ラ
ジカル、紫外線などの活性粒子でフィルムの表面を連続
的に処理するものである。
O1〜50Torr、好適には0.01〜1丁orrに
保持する。ガス圧力が0.001Torr未満になると
フィルム表面が着色し、耐アルカリ特性に劣る傾向にあ
る。また5Q丁orrを越える場合は処理効果があまり
認められず、金属層のわれ、繰返し屈曲性が低下する傾
向にある。ガス圧力が0゜01〜1 丁Orrの範囲で
は処理効果が顕著であり、好適なガス圧力範囲である。
ある5 4 dyne/ cm以上という表面張力の値
は、通常のコロナ放電処理、紫外線処理、電子線処理で
は達成しにくい。ざらに前記したグロー放電プラズマ処
理でも、電極電圧、周波数、処理時間、雰囲気ガスの種
類、電極形状、電極配置などにより、該フィルムの表面
張力は異なるので慎重な選択を行なう。印加電圧は特定
されるものではなく、直流、低周波、高周波、マイクロ
波などが使用できるが、特に50KH2から500 K
H2の高周波を用いて処理するのが好適でおる。
ルムを連続的に処理できるものが好適であるが、特に限
定されるものではない。通常はフィルムを巻付ける冷却
された回転電極をアースし、処理部に対向し、高周波電
圧を印加した対向電極を配置する。電極の材質と形状、
本数、回転ドラムとの距離などは慎重に選ばれるが、特
に限定するものではない。大量連続生産の見地から、バ
ッチ式真空システム以外に、大気中からシールロールを
通して真空槽に、ざらにシールロールから大気中へ導出
する、エアーツーエア方式も好ましく使用できる。
、有機化合物蒸気おるいはこれらの混合物のいずれでも
用いることができる。無機ガスとしては、たとえば、H
e、Ne、Ar、Kr。
02、CI2、CF4などのフレオンガス、おるいはこ
れらの混合ガス、およびこれらのガスへ02あるいは0
3を30モル%以以下床れる混合ガス等が挙げられる。
とができるので、より好ましいガスである。また有機化
合物蒸気は特に限定されるものではないが、たとえば、
該Arガス中に、適当な蒸気圧になるように適量の有機
化合物蒸気を混合することも好ましく用いられる。有機
化合物蒸気としては、有機けい素化−合物、アクリル酸
等の不飽和化合物、有機窒素化合物、有機フッ素化合物
、一般有機溶媒などが挙げられるが、本発明に用いられ
る有機化合物はこれらのものに限定されるものではない
。
e/C11r以上、より好適には58dyne/cm以
上の表面張力を有するプラスチックフィルムが用いられ
る。プラスチックフィルムの表面張力は、フィルムの種
類、製法により異なり、たとえば一般グレードのポリエ
チレンテレフタレートフィルムでは、表面張力が36〜
44dVne/cm、 R用のポリイミドフィルムでも
、その表面張力は52dyne/cm以下である。
ムの表面張力は54 dyne/cm以上とする必要が
あり、58 dyne/ cm以上がより好適である。
着性と可撓性を両立できず、よりファインパターン化、
高温多湿の試験で欠点が発生する。上限については制限
はないが、水の表面張カフ 3 dyne/ cm以下
が、耐湿性、耐沸騰水性の点から、より好適である。
ンビーム真空蒸着、イオンブレーティング法を含む〉ま
たはスパッタ法によって金属薄膜を形成する前に、プラ
スチックフィルムと金属薄膜との間に樹脂層を設けるこ
とができる。前記樹脂層を構成する樹脂としては、プラ
スチックフィルムにも金属薄膜にも密着性が良く、かつ
エツチングなどの後加工に耐える必要があるため好適に
は熱硬化性樹脂、またはポリイミド樹脂系の中から選択
できる。熱硬化性樹脂としては、接着性の良い飽和ポリ
エステル樹脂にエポキシおよび/またはメラミン樹脂を
加えたものが好ましい。またポリエステルポリオールや
アクリルポリオールにイソシアネートを添加したものも
適している。また変性アクリル系樹脂に硬化剤を添加し
たもの、エポキ゛シ樹脂に硬化剤を添加したものも適し
ている。また芳香族ポリイミド、ポリアミドイミド、°
付加重合型ポリアミドなども適している。
限定は特になく、たとえば接着ハンドブックや工業材料
臨時増刊@ (vol、33. No、13゜1985
)に記載された組み合せの中から適宜選択できる。
には、必ずしもプラスチッフィルム上に樹脂層がなくて
も、性能は満足できる。しかし繰返し屈曲して使用され
るフレキシブルプリント基盤の用途には、樹脂層がある
方が耐久性に優れる利点がある。
るに先立って、真空蒸着またはスパッタ法により金属蒸
着層を形成する。前記金属蒸@層およびメッキ法での金
属層を構成する金属としては、銅、ニッケル、スズおよ
びこれらの合金から選ばれた金属が好適であり、これに
よって抵抗でしかも屈曲性に富む層を形成することがで
きる。
またはスパッタ法によって設けられる金属薄層の厚さは
100〜3000人、好ましくは300〜1200人、
ざらに好ましくは400〜1000人である。膜厚が1
00大よりも薄い場合は、金属メッキ工程で膜が溶出し
やすく、3000人よりも厚い場合は、金属メッキ工程
後に膜がはがれやすい。なお、前記金属薄膜の抵抗値は
1.0Ω/cm以下であることが好適である。
プラスチックフィルムの片面、両面のいずれにも形成す
ることができる。
より厚膜の金属層を形成する。電解金属メッキ工程は、
密着性を向上させるための脱脂および酸活性処理、金属
ストライク、金属メッキの各工程からなる。金属薄膜を
蒸着した直後に電気メッキ工程に入る場合には、脱脂お
よび酸活性処理、金属ストライクを省略してもよい。金
属薄層に給電する電流密度は0.2〜10A/d Td
が好適で、0.5〜5A/dmがより好適である。また
電解メッキのかわりに無電解メッキを施すこともできる
。
で、1.0〜20μがより好適である。
。35μ以上では膜形成に時間がかかり経済性が劣るほ
か、エツチング加工時に回路パターンの端部エツチング
が進行しやすく、また、折り曲げによる断線のおそれが
あるなど品質面でも好ましくない。目的とする回路の電
流密度によっても異なるが、加工作業性、品質の面から
1.0〜20μ程度がより好適でおる。
拌条件などにより異なるが、とくに制限はない。メッキ
浴は、硫酸銅浴、ピロりん酸銅浴、シアン化銅浴、スル
ファミン酸ニッケル浴、スズ−ニッケル合金メッキ浴、
銅−スズー亜鉛合金メッキ浴、スズ−ニッケルー銅合金
メッキ浴などが好ましいがこれらに限られるものではな
い。エツチング後、端子部にシアン化金メッキ、シアン
化銀メッキ、ロジウムメッキ、パラジュウムメッキなど
の貴金属メッキを補足形成させても良い。
にはエツチングによってパターンを形成するが、具体的
には金属の不要部分を化学反応で溶解除去し、所定の電
気回路図形を形成する。エツチング液としては、塩化第
二銅、塩化第二鉄、過硫酸塩類、過酸化水素/硫酸、ア
ルカリエンチャントなどの水溶液などが使用できる。ま
たパターンとして残すべき金属の必要部分は、写真法や
スクリーン印刷法で有機化合物系レジストを被覆させる
か、または異種金属系レジストをメッキし保護して、金
属の溶解を防止する。本発明の特徴は、よりファインな
パターンを形成でき、しかも製品の繰返し屈曲、各種環
境試験に十分耐えるものを形成できる。
プラスチックフィルムの上に金属層を約0.5〜35μ
mの厚みに形成することができ、パターン形成、エツチ
ング、配線などの工程を経ても、ざらに厳しい環境試験
を経ても、ばくり、はがれのない密着性に優れたFPI
板が生産できる。しかも、従来は、たとえば、銅箔の厚
さの限界により18μm未満のものは生産されていなか
ったが、0.5〜17μ卯のより薄い銅層を形成できる
ことにより、パターン精度が向上し、より高密度、高精
度の配線が可能となる。しかも、銅箔ラミネート時に発
生していた折れきずやピンホールが少なく、経済性と高
い品質を兼ね備えたものが得られる。
計算機、端末機器、電話機、通信機器、計測制御機器、
カメラ、時計、自動車、車検機器、家電製品、航空機計
器、医療機器などのあらゆるエレクトロニクスの分野に
活用できる。またコネクター、フラット電極などへの適
用も可能である。
行なった。
を行なった。
、次の評価を行なった。
△印 : 0.5KI/cm−0,2に3/cmX印
: 0.2KFl/cm未満 (3) 耐溶剤性テスト 常温でメチルエチルケトンに8時間浸漬後、前記の引き
はがし強度を測定し、次の評価を行なった。
△印 : 0.5Kg/cm 〜0.2に’j/cm
×印 : 0.2Kl/cm未満 (4)繰返し屈曲試験 MIT−01(JIS P8115)に準じて測定お
よび評価を行なった。
766−1977(ポリエチレンおよびポリプロピレン
フィルムのぬれ試験方法)に準じ、表面張力55 dy
ne/ Cm以下はホルムアミド/エチレングリコール
モノエチルエーテル混合液を標準液として表面張力値を
求めた。また、表面張力57〜73 dyne、/ c
mの範囲は水(72,8dyne/ ctn ) /エ
チレングリコール(47,7dyne/ ctn )の
混合液を標準液として表面張力値を求めた。
デュポン社の登録商標)の片面に表1に示すアルゴンガ
スのグロー放電プラズマ処理を実施した。処理は高電圧
を印加した棒状の電極に対して2 cmの距離でフィル
ムを送膜し、かつ接地電極となっている電極対をもつ内
部電極方式のプラズマ装置を使用した。アルゴンガス圧
力は0.02rorr、−次側出力電圧2KV、高周波
電源周波数110KH2の条件でシート速度1〜5Tr
L/分とかえて処理を行なって、グロー放電プラズマ層
2を形成した。次いで、表1に示す樹脂組成物を乾燥後
の厚さ2.5μとなるようにグロー放電プラズマ層2上
に塗布し、樹脂層3を形成した。さらに、ペルジャー型
真空蒸発機を使用し、5 ’X ’l Q −’T。
空蒸着し、厚さ300〜3000人の銅蒸着層4を形成
した後、真空下で180’C13時間のエージング処理
を行なった。
で水準を選定して銅メッキを行なって、銅蒸着層4上に
銅メッキ層5を形成した。なお、銅メッキは電流密度を
徐々に上昇させて行なった。
28のファインパターンレジストを焼付け、塩化第二鉄
溶液5%、フッ素酸5%の水溶液のエツチング液に浸漬
してエツチングを行なった。
定結果を表1および表3に表示した。表3から明らかな
いように本発明の要件を満足する各実施例は、後述する
比較例1〜8に比べてフレキシブルプリント配線用基板
としての特性が優れている。
ー放電プラズマ処理をしたもの、およびグロー放電プラ
ズマ処理をしないもの、アンカーコートを施したもの、
およびアンカーコートを施さないものについて、銅の蒸
着により所定の膜厚の金属屑を設け、次いでメッキ加工
を施してフレキシブルプリント配線用基板を得た。各特
性値の測定結果を表1および表3に表示した。表3の記
載から明らかなように、本比較例ではメッキ加工ができ
ないもの、メッキ加工時に金属薄膜層がはがれたり、溶
出したりして所定のメッキ加工ができないものが生じた
。またメッキ加工ができたものについても、引きはがし
強度、耐溶剤性、繰返し屈曲性が劣り、フレキシブルプ
リント回路板として、不満足な特性であった。
デュポン社の登録商標)の両面に表1の実施例1に示す
と同様の方法で、グロー放電プラズマ処理を実施してグ
ロー放電プラズマ層2を形成した。次いで所定部位に、
スルホール6の穴あけ加工を施した後、両面から表1の
組成1の樹脂組成物を塗布して樹脂層3を固形分が2.
0μとなるように形成し、ざらにペルジャー型真空蒸着
機を用い純度99.99%の銅を両面から、真空蒸着し
、銅層の厚みが表裏とも1000大である銅蒸着層4を
形成し、スルホール6を通して両面が導通した複合フィ
ルムを得た。この複合フィルムを真空下180’Cで3
時間エージング処理した後、表2で示した条件で銅メッ
キを行ない、攪拌の方式を工夫することによって両面の
銅蒸着層4に10μ厚さの銅メッキ層5と被覆して、両
面銅蒸着/銅メッキ積層フィルムを形成した。次いで、
これに実施例1と同様な条件でエツチングを施した後、
スルホール部位6および端子部位を金メッキして、両面
導通型フレキシブルプリント基板を形成する。この基板
はハンダ耐熱性が良で、引きはがし強度は0.8KI/
ctj以上、1履φの繰返し屈曲試験の値20,000
回以上で、いずれも本発明の目的が達成できるものであ
った。
の断面図を、第2図は本発明の他の好適な実施例である
スルホール付き両面導通型フレキシブルプリント回路板
の断面図を示すものである。 1・・・・・・プラスチックフィルム 2・・・・・・グロー放電プラズマ層 3・・・・・・樹脂層 4・・・・・・金属蒸着層 5・・・・・・金属メッキ層 6・・・・・・スルホール
Claims (6)
- (1)グロー放電プラズマ処理により54dyne/c
m以上の表面張力を付与したプラスチックフィルムの表
面に、直接または樹脂層を介して金属蒸着層を設け、該
金属蒸着層上に電気メッキ法でより厚膜の金属層を積層
し、一体化したことを特徴とするフレキシブルプリント
配線用基板。 - (2)プラスチックフィルムが、ポリエステルフィルム
、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリイミドフ
ィルム、ポリパラジン酸フィルム、ポリエーテルスルホ
ンフィルム、ホーリエーテル・エーテルケトンフィルム
、芳香族ポリアミドフィルム、ポリオキサゾールフィル
ムおよびこれらのハロゲン基あるいはメチル基置換体か
ら選ばれたものである請求項1項記載のフレキシブルプ
リント配線用基板。 - (3)金属蒸着層、電気メッキ法による金属層が銅、ニ
ッケル、スズ、およびこれらの合金から選ばれた金属で
ある請求項第1項記載のフレキシブルプリント配線用基
板。 - (4)金属蒸着層の抵抗値が1.0Ω/cm以下である
請求項第1項記載のフレキシブルプリント配線用基板。 - (5)電気メッキ法による金属層の厚さが0.5〜30
μである請求項第1項記載のフレキシブルプリント配線
用基板。 - (6)プラスチックフィルムが金属蒸着層を設けるまで
の工程でスルホール穴あけ加工を施したものであること
を特徴とするスルホール回路形成フレキシブルプリント
配線用基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63154387A JPH069308B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | フレキシブルプリント配線用基板 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH01321687A true JPH01321687A (ja) | 1989-12-27 |
JPH069308B2 JPH069308B2 (ja) | 1994-02-02 |
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ID=15583023
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