JPH06164077A

JPH06164077A - 複合回路基板

Info

Publication number: JPH06164077A
Application number: JP30706992A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ueda; 淳上田; Seiichi Watanabe; 誠一渡辺
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1992-11-17
Filing date: 1992-11-17
Publication date: 1994-06-10

Abstract

(57)【要約】【目的】安全性に優れ、しかも、ハンドリングが良好
な複合回路基板を提供する。【構成】ポリイミド系樹脂からなる基材の一基材面に
導体回路パターン４が一体形成され、上記導体回路パタ
ーン４を被覆した状態でカバーレイが設けられるととも
に、このカバーレイに上記導体回路パターン４の一部が
露呈する開口部５が設けられ、上記カバーレイに、この
カバーレイの開口部４に対応する部分に開口部８が形成
されたポリイミドフィルム６が上記両開口部５，８を合
わせて貼着され、上記基材の他の基材面に補強板９が設
けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高信頼性を有する複合
回路基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、可撓部とリジッド部とを有する複
合回路基板は、可撓性を有するフレキシブル回路基板
（以下「ＦＰＣ」という）にベーク板やガラスエポキシ
板，金属板等を任意に貼り合わせて補強部をつくること
により作製されていた。

【０００３】上記のようなＦＰＣとしては、現在３層Ｆ
ＰＣが使用されている。この３層ＦＰＣは、基材フィル
ム、接着剤層および導体の３種類の材料から成り立って
おり、これにより３層基板と呼ばれているが、基材フィ
ルムと導体といった全く異種な物質を接着剤層により接
着していること、および、全体として可撓性が必要であ
ることから、上記接着剤層を構成する接着剤に大きな制
限がある。ところが、市場には数種の接着剤があるのみ
で、しかもこれら数種の接着剤はアクリル樹脂を主とし
たものや、エポキシ樹脂にゴムやポリアミド樹脂のエラ
ストマーを添加したものでつくられており、耐熱信頼性
に劣り、自動車のような高温・高湿条件下の苛酷な使用
には耐え難いという問題があった。しかも、水分の存在
下において導体パターン間の電位差により導体が接着剤
層の表面あるいは接着剤層中を移動して短絡を引き起こ
すマイグレーションの問題もあるため、自動車用途への
展開ができないという問題があった。

【０００４】そこで、耐熱性向上のため接着剤と基材フ
ィルムとを一体化した２層ＦＰＣが検討されている。こ
の２層ＦＰＣは、導体に直接耐熱性を有するポリイミド
樹脂等を流延塗布し、基材と接着剤との機能を持たせる
ものである。このため、２層ＦＰＣには、３層ＦＰＣの
ような耐熱性に劣る接着剤層が存在しなくなり、基板の
耐熱性が向上するとともに、耐マイグレーション性も向
上するようになった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように２層ＦＰＣにベース板等の補強部を貼り合わせて
なる可撓部とリジッド部を有する複合回路基板を自動車
用途に使用したところ、耐熱性および耐マイグレーショ
ンに関して特性が向上したものの、２層ＦＰＣ自体が機
械的強度、特に引き裂き強度に劣るため、複合回路基板
の可撓部（２層ＦＰＣ）での裂けが発生するという問題
が生じる。しかも、自動車の振動，衝撃に対して重大な
危険性が危惧され、安全性の点で使用に耐えれなかっ
た。さらに、上記２層ＦＰＣが薄くて撓みが大きいため
ハンドリングが悪いという問題があった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、安全性に優れ、しかもハンドリングが良好な複
合回路基板の提供をその目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、ポリイミド系樹脂からなる基材の一基材
面に導体パターンが一体形成され、上記導体パターンを
被覆した状態でカバーレイが設けられるとともに、この
カバーレイに上記導体パターンの一部が露呈する開口部
が設けられ、上記カバーレイに、このカバーレイの開口
部に対応する部分に開口部が形成されたポリイミドフィ
ルムが上記両開口部を合わせて貼着され、上記基材の他
の基材面に補強板が設けられている複合回路基板を第１
の要旨とし、ポリイミド系樹脂からなる基材の一基材面
に導体パターンが一体形成され、上記導体パターンを被
覆した状態でカバーレイが設けられ、上記基材の端部の
他基材面にポリイミドフィルムが貼着されているととも
に、このポリイミドフィルムの裏面に補強板が貼着さ
れ、上記ポリイミドフィルムの長さが上記補強板の長さ
より上記基材の延びる方向に長く設定されている複合回
路基板を第２の要旨とする。

【０００８】

【作用】すなわち、本発明の第１の複合回路基板は、ポ
リイミド系樹脂からなる基材の一基材面に導体パターン
が一体形成され、上記導体パターンを被覆した状態でカ
バーレイが設けられるとともに、このカバーレイに上記
導体パターンの一部が露呈する開口部が設けられたフレ
キシブル基板の上記基材の他の基材面に補強板が設けら
れ、かつ上記カバーレイに、このカバーレイの開口部に
対応する部分に開口部が形成されたポリイミドフィルム
が上記両開口部を合わせて貼着されている。このため、
この第１の複合回路基板の厚みが厚くなるとともに、機
械的強度、特に引き裂き強度が向上して、可撓部での裂
けが発生するという問題がなくなり、しかも、自動車の
振動，衝撃に対しても危険性が少なくなり、安全性に優
れたものになる。また、上記厚みが厚くなって撓みが小
さくなるため、ハンドリングが良好になる。さらに、従
来、カバーレイをスクリーン印刷で設置するためピンホ
ールが発生し、導体の腐食ならびに導体パターンの短絡
が危惧されるという問題があったが、この問題もなくな
る。また、本発明の第２の複合回路基板は、ポリイミド
系樹脂からなる基材の一基材面に導体パターンが一体形
成され、上記導体パターンを被覆した状態でカバーレイ
が設けられたフレキシブル基板の上記基材の端部の他基
材面にポリイミドフィルムが貼着されているとともに、
このポリイミドフィルムの裏面に補強板が貼着されてい
る。このため、この第２の複合回路基板も、上記第１の
複合回路基板と同様に、その厚みが厚くなるとともに、
機械的強度、特に引き裂き強度が向上して、可撓部での
裂けが発生するという問題がなくなり、しかも、自動車
の振動，衝撃に対しても危険性が非常に少なくなり、安
全性に優れたものになる。また、上記厚みが厚くなって
撓みが小さくなるため、ハンドリングが良好になる。し
かも、上記ポリイミドフィルムの長さが上記補強板の長
さより上記基材の延びる方向に長く設定されているた
め、上記ポリイミドフィルムが自動車等の振動等を吸収
・減衰させることができ、上記振動等に対して危険性が
非常に少なくなり、非常に安全性に優れたものになる。

【０００９】つぎに、本発明を詳しく説明する。

【００１０】図１は本発明の第１の複合回路基板を示す
斜視図であり、図２はその断面図である。これらの図に
おいて、１は２層ＦＰＣであり、導体回路パターン４を
埋設している。５はカバーレイ３側の開口部であり、こ
の開口部５に導体回路パターン４が露呈している。６は
ポリイミドフィルムであり、接着剤層７を介して２層Ｆ
ＰＣ１のカバーレイ３側に貼り合わされている。８はポ
リイミドフィルム６および接着剤層７に形成した開口部
であり、この開口部８にカバーレイ３側の開口部５が露
呈している。９は補強板であり、接着剤層１０を介して
基材２側に貼り合わされている。

【００１１】図３は本発明の第２の複合回路基板を示す
斜視図であり、図４はその断面図である。この第２の複
合回路基板と上記第１の複合回路基板との異なる点は、
２層ＦＰＣ１の基材２と接着剤層１３との間に、ポリイ
ミドフィルム１１と、このポリイミドフィルム１１を上
記２層ＦＰＣ１の基板２に貼り合わせる接着剤層１２が
存在し、かつポリイミドフィルム１１が補強板９より長
く形成されこの長い分だけ２層ＦＰＣ１の延長部の方向
に突出していることである。この突出長さは上記２層Ｆ
ＰＣ１の厚みより大きく形成されるのが好ましく、この
第２の複合回路基板の総厚みより大きいほうがより好ま
しい。

【００１２】なお、図３では、ポリイミドフィルム１１
の突出部分に接着剤層１２，１３が設けられているが、
これに限定するものではなく、上記突出部分に接着剤層
１２，１３を設けなくてもよい。また、図３では、２層
ＦＰＣ１のカバーレイ３側にポリイミドフィルム６およ
び接着剤層７が設けられているが、これに限定するもの
ではなく、上記ポリイミドフィルム６および接着剤層７
を設けなくてもよい。また、図１および図３では、２層
ＦＰＣ１は片面銅張基板であるが、両面銅張基板でもよ
い。

【００１３】上記２層ＦＰＣ１を構成する基板２および
カバーレイ３は、ともにポリイミド系樹脂よりなり、熱
硬化性あるいは熱可塑性どちらでもよい。また、上記基
板２およびカバーレイ３の耐熱温度は米国ＵＬ規格にお
ける材料の耐熱温度１５５℃以上が好ましく、２６０
℃，３０秒程度の短期的耐熱に対して溶融等しないもの
が好ましい。

【００１４】上記導体回路パターン４を構成する導体と
しては、特に規定しないが、銅，アルミニウム，金，ス
テンレス，および銅化合物等があげられる。銅は、特に
規定しないが、圧延銅箔，電解銅箔，蒸着銅のいずれで
もよく、好ましくは不純物が少なく導電性が高いものが
よく、屈曲性からすれば圧延銅箔が好ましい。また、導
体の厚みは特に規定しないが、可撓性を持たせることと
電流密度の設計にもよるが数μｍ〜３００μｍが好まし
い。また、パターニングはエッチングおよびめっきのい
ずれの方法により作製してもよく、金，半田，ニッケル
等のめっきを施してもよい。

【００１５】上記２層ＦＰＣ１のカバーレイ３側に貼り
合わせるポリイミドフィルム６および２層ＦＰＣ１の基
板２側に貼り合わせるポリイミドフィルム１１として
は、特に規定しないが、通常３層ＦＰＣの基板フィルム
に使用されるフィルムで、例えば、東レデュポン社製の
カプトンフィルム，鐘淵化学社製のアピカルフィルム，
宇部興産社製のユーピレックスフィルム等があげられ、
その厚みはハンドリング性ならびに曲げ性を必要とする
ため、好適には１０μｍ〜１２５μｍの範囲内に設定さ
れる。

【００１６】上記補強板８は、部品の実装，基板固定，
放熱等の信頼性向上のために設けられ、その目的に合わ
せて材質を選定すればよく、特に規定しないが、耐熱性
が必要であることから、例えば、ガラスエポキシ板，ベ
ーク板，耐熱樹脂の成形品，セラミックス板，金属であ
ればアルミニウム，ステンレス等があげられ、脆性，耐
熱性を考慮してこれらを併用したものでもよい。補強板
８の厚みは、その材質にもよるが、曲げ強度を上げると
いう目的からして、２層ＦＰＣ１よりも厚いほうが好ま
しい。また、補強板８の表面に接着力向上のため化学的
処理であるシランカップリング剤処理やめっき処理およ
び酸化処理、物理的処理であるマット処理，スパッタ処
理等を施してもよい。

【００１７】上記接着剤層７はポリイミド系樹脂からな
るカバーレイ３とポリイミドフィルム６とを接着させる
ことができればよく、上記接着剤層１０はポリイミド系
樹脂からなる基材２と補強板９とを接着させることがで
きればよい。また、上記接着剤層１２は基材２とポリイ
ミドフィルム１１とを接着させることができればよく、
上記接着剤層１３はポリイミドフィルム１１と補強板９
とを接着させることができればよく、これら各接着剤層
７，１０，１２，１３はそれらの被着体との組合わせを
考慮し選択すればよい。このような接着剤層７，１０，
１２，１３を構成する接着剤としては、エポキシ系接着
剤，アクリル系接着剤，ポリアミド系接着剤，ポリイミ
ド系接着剤等ならびにそれらを併用したものがあげら
れ、その耐熱温度は、例えば、上記ＵＬ規格における材
料の耐熱温度１００℃以上が好ましいが、特に規定しな
い。また、フィラー含有の有無も特に特定するものでは
ない。

【００１８】つぎに、本発明を実施例にもとづいて説明
する。

【００１９】

【実施例１】図１および図２に示す複合回路基板を作製
した。この実施例１では、２層ＦＰＣ１として、厚み２
５μｍのベースフィルム２と厚み３５μｍの銅箔４とか
らなる２層基板が用いられ、この２層ＦＰＣ１に厚み約
５μｍのカバーレイ３が設置され、このカバーレイ３側
にエポキシ接着剤７を介して厚み２５μｍのポリイミド
フィルム６が接着されている。また、上記２層ＦＰＣ１
のベースフィルム２側に上記エポキシ接着剤７と同じエ
ポキシ接着剤１０を介して厚み８００μｍのガラスエポ
キシ基板９が接着されている。

【００２０】このような複合回路基板は、つぎのように
して製造した。すなわち、上記２層ＦＰＣ（エスパネッ
クス，新日鉄化学社製）１の銅箔４を化学的エッチング
によりパターニングし、ついで、ポリイミド系カバーコ
ートインク（ＳＰＩ−２００Ｎ，新日鉄化学社製）をス
クリーン印刷にて、開口部５を設けた状態で印刷し、つ
ぎに、熱オーブン中で溶剤を除去後、２７０℃で３分間
キュアーしてカバーレイ３を設置した。そののち、この
２層ＦＰＣ１のカバーレイ３側に２層フレキシブル用エ
ポキシ接着剤（日東電工社製）７をＢステージ状（半硬
化状）で塗布することにより、パンチングマシーンで開
口部８のための穴を形成したポリイミドフィルム（アピ
カルＡＨ，鐘淵化学社製）６を接着した。つぎに、上記
開口部８を形成した２層ＦＰＣ１のベースフィルム２
に、接着剤１０を用い、上記と同様にして、図１に示す
外形に加工したガラスエポキシ基板（ＦＲ−４，松下電
工社製）９を接着し、ホットプレスにて両接着剤７，１
０を硬化させ、そののち、外形を金型で打ち抜き、目的
とする複合回路基板を製造した。

【００２１】

【実施例２】図３および図４に示す複合回路基板を作製
した。この実施例２では、上記実施例１と同様に、２層
ＦＰＣ１に設置されたカバーレイ３側にポリイミドフィ
ルム６が接着されている。また、上記２層ＦＰＣ１のベ
ースフィルム２には、上記エポキシ接着剤７と同じエポ
キシ接着剤１２，１３を両面に設置した厚み２５μｍの
ポリイミドフィルム１１を介して、厚み８００μｍのガ
ラスエポキシ基板（ＦＲ−４，松下電工社製）９が接着
されている。

【００２２】このような複合回路基板は、つぎのように
して製造した。すなわち、実施例１と同様にして、２層
ＦＰＣ１のカバーレイ３側にポリイミドフィルム６を設
置し、このポリイミドフィルム６に開口部８を形成し
た。そののち、２層ＦＰＣ１のベースフィルム２に、図
３に示す形状に切断され両面に接着剤１２，１３が設置
されたポリイミドフィルム１０を介して、ガラスエポキ
シ基板９を接着し、ホットプレスにて上記接着剤１２，
１３を硬化させ、そののち、外形を金型で打ち抜き、目
的とする複合回路基板を製造した。

【００２３】

【比較例１】厚み２５μｍのポリイミドフィルム（アピ
カルＡＨ，鐘淵化学社製）２０にエポキシ接着剤（日東
電工社製）２１を介して厚み３５μｍの圧延銅箔（三井
金属社製）２２を貼り合わせ、ついで、実施例１と同様
にしてパターニングを行い、つぎに、上記エポキシ接着
剤２１と同じ接着剤２３を介してカバー用ポリイミドフ
ィルム２４を熱プレスで貼り合わせ、外形を打ち抜き、
３層ＦＰＣを作製した。そののち、この３層ＦＰＣのポ
リイミドフィルム２０とガラスエポキシ基板（ＦＲ−
４，松下電工社製）９との間に上記エポキシ接着剤２１
と同じ接着剤２５を介しホットプレスで硬化させ、その
のち、外形を金型で打ち抜き、図５に示す複合回路基板
を作製した。

【００２４】

【比較例２】実施例１と同様にして、２層ＦＰＣ１にカ
バーレイ３を設置した。そののち、この２層ＦＰＣ１と
ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４，松下電工社製）９との
間にエポキシ接着剤（日東電工社製）２６を介してホッ
トプレスで硬化させ、そののち、外形を金型で打ち抜
き、図６に示す複合回路基板を作製した。

【００２５】上記実施例１，２および比較例１，２の各
複合回路基板について、耐マイグレーション，絶縁破壊
特性，耐半田特性，振動試験，ハンドリング特性および
ＦＰＣ部引き裂き強度の各項目を測定し、その結果を表
１および表２に示した。なお、上記耐マイグレーション
は、つぎのようにして測定した。すなわち、４００μｍ
ピッチのクシ状パターンに１００Ｖを印加し、８５℃×
８５％ＲＨの恒温恒湿域中に放置し、電流をモニターし
た。

【００２６】上記絶縁破壊特性は、つぎのようにして判
定した。すなわち、ＡＳＴＭＤ８８２に準じて、回路
パターンをアースとし、この回路パターン上面より電圧
（２０℃，３ｋＶ）を印加し、異常の有無を判定した。

【００２７】上記耐半田特性は、つぎのようにして測定
した。すなわち、２６０℃の半田浴に２０秒間浸漬した
のち、パターン開口部，端部における銅箔上への半田も
ぐり込み量を顕微鏡で測定した。

【００２８】上記振動試験は、つぎのようにして測定し
た。すなわち、部品を搭載後、ＪＩＳＣ００４０に準
じて１．５ｍｍ，２０Ｇ，１０サイクルで加振し、端子
部等外観をチェックした。

【００２９】上記ハンドリング特性は、つぎのようにし
て判定した。すなわち、基板の装着に要する時間を参考
にし、判定した。

【００３０】また、上記ＦＰＣ部引き裂き強度は、つぎ
のようにして測定した。すなわち、ＡＳＴＭＤ１００
４の引裂抵抗測定に準じて、測定した。

【００３１】そして、上記各測定結果を総合的に判断し
て、総評価をした。なお、上記表１および表２におい
て、◎は非常に優れていることを、○は優れていること
を、△は劣っていることを、×は非常に劣っていること
を、それぞれ示している。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】上記表１および表２から明らかなように、
実施例１，２品に比べて、比較例１品では、耐マイグレ
ーション，耐半田特性だけでなく、振動試験（実施例２
品に比べて），ハンドリング特性およびＦＰＣ部引き裂
き強度に劣り、比較例２品では絶縁破壊特性だけでな
く、振動試験（実施例２品に比べて），ハンドリング特
性およびＦＰＣ部引き裂き強度に劣っている。また、実
施例１品より実施例２品の方が振動試験に優れている。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明の複合回路基板に
よれば、それ自身の厚みが厚くなるとともに、機械的強
度、特に引き裂き強度が向上して、可撓部での裂けが発
生するという問題がなくなり、しかも、自動車の振動，
衝撃に対しても危険性が少なくなり、安全性に優れたも
のになる。また、上記厚みが厚くなって撓みが小さくな
るため、ハンドリングが良好になる。しかも、本発明の
第１の複合回路基板によれば、従来カバーレイをスクリ
ーン印刷で設置するためピンホールが発生し、導体の腐
食ならびに導体パターンの短絡が危惧されるという問題
があったが、この問題もなくなる。さらに、この第２の
複合回路基板によれば、自動車等の振動等を吸収・減衰
させることができ、上記振動等に対して危険性が非常に
少なくなり、非常に安全性に優れたものになる。したが
って、高温高湿で振動等苛酷な条件とされる自動車用途
等高い信頼性を必要とする回路基板として使用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の複合回路基板の一実施例を示す
斜視図である。

【図２】上記第１の複合回路基板を示す断面図である。

【図３】本発明の第２の複合回路基板を示す斜視図であ
る。

【図４】上記第２の複合回路基板を示す断面図である。

【図５】従来例を示す断面図である。

【図６】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１２層ＦＰＣ２基材３カバーレイ４導体回路パターン５開口部６ポリイミドフィルム７接着剤層８開口部９補強板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイミド系樹脂からなる基材の一基材
面に導体パターンが一体形成され、上記導体パターンを
被覆した状態でカバーレイが設けられるとともに、この
カバーレイに上記導体パターンの一部が露呈する開口部
が設けられ、上記カバーレイに、このカバーレイの開口
部に対応する部分に開口部が形成されたポリイミドフィ
ルムが上記両開口部を合わせて貼着され、上記基材の他
の基材面に補強板が設けられていることを特徴とする複
合回路基板。
【請求項２】ポリイミド系樹脂からなる基材の一基材
面に導体パターンが一体形成され、上記導体パターンを
被覆した状態でカバーレイが設けられ、上記基材の端部
の他基材面にポリイミドフィルムが貼着されているとと
もに、このポリイミドフィルムの裏面に補強板が貼着さ
れ、上記ポリイミドフィルムの長さが上記補強板の長さ
より上記基材の延びる方向に長く設定されていることを
特徴とする複合回路基板。