JPH0573359B2

JPH0573359B2 -

Info

Publication number: JPH0573359B2
Application number: JP62260087A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hibino; Seiichi Yamaoka; Masanari Watase; Tadahito Kudo; Hiroyoshi Harada; Atsushi Kanezaki
Original assignee: Arkray Inc; Sumitomo Electric Industries Ltd; Kyoto Daiichi Kagaku KK
Current assignee: Arkray Inc; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1987-10-14
Filing date: 1987-10-14
Publication date: 1993-10-14
Also published as: JPH01101697A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は、耐リフロー性を必要とするフレキシ
ブル印刷配線板の製造方法に関するものである。［従来の技術］近年、エレクトロニクス産業の発展に伴い、産
業用、民生用電子機器の実装方式が変化し、部品
リード脚を用いず、部品面を直接印刷配線板に接
続する、いわゆる表面部品実装方式が採られるよ
うになつている。表面実装方式では、プリント配線板上に半田ペ
ーストを印刷し、部品実装した後、高温のリフロ
ー炉で半田溶融する方式であるため、部品面のソ
ルダーマスクが非常に重要である。特に、フレキシブル印刷配線板において、銅箔
に回路形成後、耐熱性のあるポリイミドフイルム
でカバーレイを施こすと半田ペーストがカバーレ
イの下部に毛細現象でしみ込み、隣りの端子とシ
ヨートすることがしばしば発生した。例えば、印刷配線板に用いられる圧延銅箔の表
面は、通常0.1〜0.3μｍとなめらかであるためリ
フロー時に半田しみ込みが多発し、また、電解メ
ツキ銅箔の表面は、通常電気メツキ面で２〜8μ
ｍの表面荒さであるが、メツキドラム面では0.1
〜0.4μｍのなめらかな荒さである。このため、部
品実装される光沢面は半田ペースト印刷後のリフ
ロー時に半田のしみ込みが多発しやすかつた。この対策として、従来はあらかじめ電解メツキ
銅箔表面に微細な凹凸を銅メツキによつて施す黒
化処理法を実施したり、回路形成後、銅の黒化処
理液で表面を酸化させ、微細な酸化銅膜によつて
半田のしみ込みを防止していた。しかしながら、メツキによる黒化処理法や、薬
液による酸化膜処理法は、加工速度が非常に遅
く、かつ、多くの薬液を必要とするため高価なフ
レキシブル印刷配線板となつていた。他方、印刷
配線板用銅箔として印刷回路基板との接着性の向
上をはかる観点で、銅張積層板用として圧延銅箔
を電解液中に導き、最大深さ10μｍ最小深さ0.5μ
ｍのエツチングを行つたものは特開昭59−9050号
公報によつて開示されており、このようにエツチ
ングによる圧延銅箔表面に接着剤を塗布してから
合成樹脂基材を重ねて成形積層するときわめて引
きはがし強さの大きい銅箔積層板が得られると述
べられているが、これはその後の印刷配線板を製
作する出発基材としてである。［発明が解決しようとする問題点］一般に、フレキシブル印刷配線板においては、
基材をなすベースフイルムに接着された銅箔上に
印刷された回路を化学エツチングによつて形成
し、その表面に、後に電気部品等と接続端子部、
部品のための切欠部を設けたフイルムカバーレイ
を接着するか、ソルダーレジストカバーレイを設
け、この孔あき部に半田とフラツクスを混合した
半田ペーストをもり、加熱により半田の合金化を
行つている。この加熱によつて前記切欠部の周囲よりカバー
レイと銅箔の間への半田ペーストのしみ出しを防
止できなくてはならないが、実際には前述のよう
に半田ペーストのしみだしがみられる。［発明の構成］本発明は前記問題を解決する目的でなされたも
のであつて、圧延銅箔を用いる場合は、交流、直
流又はこれらの組合せ電流により電解エツチング
して銅箔の両面を0.5〜5μｍの深さに粗化し、又
電解メツキ銅箔を用いる場合は、交流、直流又は
これらの組合せ電流によりすくなくとも光沢のあ
る片面を電解エツチングで0.5〜5.0μｍの深さに
粗化し、ベースフイルムに接着剤を塗布して貼合
せ、表面となる電解エツチングにより粗化された
面に化学エツチングにより回路を形成し、形成さ
れた回路の部品等との接続端子部を除き、回路を
貼合せたベースフイルムにフイルムカバーレイ、
又はソルダーレジストカバーレイを設けたもので
ある。第１図、第２図は本発明により製造されたフレ
キシブル印刷配線板の例を断面図で示す。第１図において、１はベースフイルム、２は接
着剤層、３は電解メツキ銅箔の片面を電解エツチ
ングして表面となした回路を示し、４はソルダー
レジストカバーレイを示し、８，８′は回路部品
との接続端子部を示す。ソルダーレジストカバー
レイ４は接続端子部８，８′や部品の位置で切欠
部９を作り、接続端子部８，８′は露出する。第
２図において、１はベースフイルム、２は接着剤
層、５は圧延銅箔の両面を電解エツチングした回
路を示し、６はカバーレイ接着剤を示し、７はフ
イルムカバーレイを示す。カバーレイ７は回路部
品接続端子部８や部品を除き、切欠部９を作り、
接続端子部８は露出する。以下、本発明の製造方法について説明する。本発明は、銅箔として、例えば18μｍ、25μｍ、
35μｍ、70μｍの厚さにメツキした銅箔をエツチ
ング浴中に導き、交流、直流又はこれらの組合せ
電流により銅表面を電気化学的にエツチングし、
すくなくとも光沢のある片面で銅表面荒さを深さ
で0.5〜5.0μｍまで粗化して、その後クロメート
処理、ジンククロメート処理、ジング処理等の防
錆処理を施した銅箔を用いる。ベースフイルムと
してポリイミドフイルム、ポリエーテルイミドフ
イルム、ポリパラバン酸フイルム、ポリフエニル
スルホン酸フイルム、ポリエチレンテレフタレー
トフイルム等にブチラール樹脂、エポキシ樹脂、
エポキシ／ナイロン樹脂、エポキシ／ウレタン樹
脂、エポキシ／フエノール樹脂、アクリル樹脂、
シリコーン樹脂等からなる接着剤を塗布乾燥し、
その後前記粗化銅箔を貼合せする。粗化銅箔のベース側となる表面粗さは接着力向
上のため、大きく荒れているのが好ましい。しか
し、5μｍ以上粗化されていると銅箔の強度、伸
び率が低下するため好ましくない。貼合せ時には、粗化面に気泡が残存しないよ
う、充分な圧力と温度を加えて貼合せした後、接
着剤を加熱硬化する。なお、電解メツキ銅箔を用いる場合、電解メツ
キ面は荒れているので、光沢ある片面のみ電解エ
ツチングを行つたのであるが、両面粗化したもの
を用いることもある。銅箔とベースフイルムを用いてラミネート、硬
化した後、通常の回路形成が可能である。回路形成は、エツチングレジストインクをスク
リーン印刷により印刷し、その後塩化鉄や塩化銅
によりエツチングしたり、感光性ドライフイルム
を銅箔表面にラミネート、回路パターンを感光さ
せた後、現像、エツチングして回路形成すること
が可能である。銅箔表面の荒さは、レジスト材の密着性と剥離
性とカバーレイ後の半田しみ込み性の関係で非常
に重要である。表面が平滑であるとレジスト材の密着性が悪
く、エツチング時に、回路エツジからのエツチン
グしみ込みが発生し、さらに半田ペーストがリフ
ロー時に半田しみ込みを発生する。一方、表面が荒れすぎると密着性は向上する
が、レジスト材の剥離が困難なため、レジスト残
りとなり、半田付性が悪化する。また、カバーレ
イ後の半出メツキ、金メツキ等に光沢がなくな
り、端子としての機能も低下する。このため、カバーレイ側となる銅箔の表面荒さ
は0.5〜5.0μｍにコントロールされるように充分
管理された条件で行う必要がある。 0.5μｍ以下では半田しみ込みが発生しやすく、
5.0μｍ以上では、レジストが残りやすく半田部性
が劣るため均一の荒さに管理する必要がある。本発明で云う表面荒さはRzを示し、探針式表
面荒さ計で計測される最大深さの平均を云う。このあとフイルムカバーレイ、又はソルダーレ
ジストカバーレイを設ける。以下、本発明のフレキシブル印刷配線板の実施
例についてその製作工程を含め説明する。実施例１電解メツキ銅箔35μｍを2.0モル／の塩酸液中
に浸漬し、それに直流電源より25A／ｄm²の電流
を流し、銅箔の両面を１分間、２分間電解エツチ
ングした。その後、水洗し、クロム酸液で防錆処理した
後、次の工程に進めた。粗化銅箔は、まず表面荒さ計で表権荒さRmax
を測定した。一方、基板作成のため25μｍのポリイミドフイ
ルムにエポキシ系接着剤を25μｍ厚さにコーテイ
ングし、その後前記３条件（１分間、２分間、３
分間電解エツチング）の銅箔と150℃でラミネー
トし、接着剤を粗化面によくなじませてポリイミ
ドフイルムと貼合せた。貼合せた基板は130℃で６時間硬化して、フレ
キシブル配線用基板とした。得られた基板はドライフイルムをラミネートし
た後、0.1mmから0.5mmの回路幅のテストパターン
を形成、その後、25μｍのポリイミドフイルムカ
バーレイを端子部、部品を除き施した。その後端
子部に半田メツキを8μｍ行ない、次の性能評価
を行つた。各表面荒さを測定した面に対してポリイミドフ
イルムの接着強度を求めた。またドライフイルム
が粗面に残留していないかどうかを電子顕微鏡で
観察した後、半田ペーストを塗布して銅箔の半田
ぬれ性を評価した。さらに半田メツキ端子に対して半田ペーストを
塗布して表面温度240℃15秒の半田リフロー炉を
通し、半田ペーストがフイルムカバーレイの下部
にしみ込んでいるかどうか調査した。比較例１比較のため、実施例１における銅箔において同
一の条件で、電解エツチング時間のみを15秒間お
よび10分間行つたものについて、同様の試験品を
作り、同様の評価試験を行つた。これら実施例１および比較例１の結果を第１表
に示す。実施例２ HTE電解銅箔35μｍを2.0モル／の塩酸溶液
中に浸漬し、それに商用交流電源より20A／ｄm²
の電流を流し、銅箔の両面を１分間、２分間電解
エツチングした。その後水洗し、クロム酸液で防錆処理した後、
次の工程に進めた。粗化銅箔は、まず表面荒さ計で表面荒さRmax
を測定した。一方、基板作成のため、25μｍのポリイミドフ
イルムにエポキシ系接着剤を25μｍ厚さにコーテ
イングし、その後前記３条件の銅箔と150℃でラ
ミネートし、接着剤を粗化面によくなじませてフ
イルムを貼合せた。貼合せた基板は130℃６時間硬化して、フレキ
シブル配線用基板とした。得られた基板はドライフイルムをラミネートし
た後、0.1mmから0.5mmの回路幅のテストパターン
を形成し、その後25μｍのポリイミドフイルムカ
バーレイを端子部を除き施した。その後端子部に
半田メツキを8μｍ行ない、実施例１と同様の評
価試験を行つた。比較例２比較のため、実施例２における銅箔において同
一の条件で、電解エツチング時間のみを15秒間お
よび10分間行つたものについて同様試験品を作
り、同様の評価試験を行つた。これら実施例２および比較例２の結果を第２表
に示す。実施例３タフピツチ圧延銅箔35μｍを2.0モル／の塩酸
溶液中に浸漬し、それに直流電源より25A／ｄm²
の電流を流し、銅箔両面を１分間、２分間、３分
間電解エツチングした。その後は実施例１と同一の材料、同一の手順で
フレキシブル配線用基板を作り、ドライフイルム
をラミネートした後、同様に0.1mmから0.5mmの回
路幅のテストパターンを形成し、その後25μｍの
ポリイミドフイルムカバーレイを端子部を除き施
し、端子部に半田メツキを8μｍ行ない、各々表
面荒さを測定した面に対してポリイミドフイルム
の接着強度を求め、ドライフイルムが粗面に残留
していないかどうかも電子顕微鏡で観察した後、
半田ペーストを塗布して銅箔の半田ぬれ性を評価
し、さらに半田メツキ端子に対して半田ペースト
を印刷して表面温度240℃15秒の半田リフロー炉
を通し、半田ペーストがフイルムカバーレイの下
部にしみ込んでいるかどうか調査した。比較例３比較のため、実施例３における銅箔において同
一の条件で、電解エツチング時間のみを15秒間お
よび10分間行つたものについて同様試作品を作
り、同様評価試験を行つた。これら実施例３および比較例３の結果を第３表
に示す。実施例４無酸素圧延銅箔35μｍを2.0モル／の塩酸溶液
中に浸漬し、それに商用交流電源より20A／ｄm²
の電流を流し、銅箔の両面を１分間、２分間、10
分間電解エツチングした。その後、水洗し、クロム酸液で防錆処理した
後、次の工程に進めた。粗化銅箔はまず、表面荒さ計で表面荒さRmax
を測定した。一方、基板作成のため25μｍのポリイミドフイ
ルムにエポキシ系接着剤を25μｍ厚さにコーテイ
ングし、その後前記３条件の銅箔と150℃でラミ
ネートし、接着剤を粗化面によくなじませてフイ
ルムを貼合せた。貼合せた基板は130℃６時間硬
化してフレキシブル配線用基板とした。得られた基板に、ドライフイルムをラミネート
した後、0.1mmから0.5mmの回路幅のテストパター
ンを形成し、その後25μｍのポリイミドフイルム
カバーレイを端子部を除き施こした。その後端子
部に半田メツキを8μｍ行ない、実施例３と同様
な評価試験を行なつた。比較例４比較のため、実施例４における銅箔において同
一の条件で、電解エツチング時間のみを15秒間お
よび10分間行つたものについて同様試作品を作
り、同様評価試験を行つた。これら実施例４および比較例４の結果を第４表
に示す。

【表】

【表】なお、上記実施例ではすべてフイルムカバーレ
イを用いたものを示しているが、合成樹脂液をコ
ーテイングしてソルダーレジストカバーレイを形
成した場合も、粗化銅箔の粗化面は0.5〜3.0μｍ
であれば、半田ペーストのしみだしのないことが
確認されている。また何れの実施例においても粗
化銅箔のベース側となる表面荒さは1.0〜5.0μｍ
とし、回路形成のエツチング工程ではがれ等が生
じない様充分な接着力を持たせ且つ銅箔の強度、
伸び率を保持する様にした。［発明の作用．効果］第１表ないし第４表からわかるように、電解メ
ツキ銅箔又は圧延銅箔を電解エツチングした粗化
銅箔は0.5〜3.0μｍの適度の粗化面を有している
ため、フイルムカバーレイとの接着強度に優れ、
粗化面に対する半田のぬれ性も優れ、又半田リフ
ロー時の半田しみ込みも極くわずかの幅で、実用
上全く影響ない状態であつた。これに対して粗化状態を0.4μｍ以下としたもの
は、接着力が十分得られず、半田しみ込みも、比
較例よりみて大幅に発生することがわかる。又粗化面を6.0μ以上としたものは接着力は得ら
れるものの、銅箔表面にドライフイルムレジスト
が残存し、半田ぬれ性が大幅に悪化することがわ
かつた。以上説明のように、本発明の粗化銅箔は接着力
に優れ、半田ぬれ性がよく、耐リフロー性に優れ
たフレキシブル配線板として優れた性能を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明のエツチングによる粗
面化銅箔を用いたフレキシブル印刷配線板を断面
図で示す。１……ベースフイルム、２……接着剤層、３…
…片面粗化銅回路、４……ソルダーレジストカバ
ーレイ、５……両面粗化銅回路、６……カバーレ
イ接着剤、７……カバーレイフイルム。

Claims

【特許請求の範囲】

１圧延又は電解銅箔を電解液中で交流、直流又
は前記の両電流の組合せにより、銅箔の片面を
0.5〜3.0μｍに、もう一方の面を1.0〜5.0μｍの深
さに電解エツチングして、両面の粗面化の程度の
異なる銅箔を作成し、1.0〜5.0μｍに粗化した面
が接着剤を塗布した絶縁性ベースフイルムに接す
るように貼合せ、その後化学エツチングにより回
路を形成し、前記0.5〜3.0μｍに粗化した面を表
として形成された回路部品や接続端子部が設置さ
れる部位を除き、フイルムカバーレイ又はソルダ
ーレジストカバーレイを設けることを特徴とする
フレキシブル印刷配線板の製造方法。