JPS6293991A - フレキシブル回路用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明はカメラ、電車、電話機、プリンタその他の機器
内の立体配線材料として使われるフレキシブルプリント
配線基板に係る。

［従来技術］ フレキシブルプリン１〜配線Ｖ板の加工工程において、
エツチング、メッキなどの化学的加工、加熱処理、熱圧
着用］［等の熱的加ニブリントが配線基板の寸法変化に
大きな影響を与える。しかがって、これらの寸法変化を
あらかじめ′Ｐ４慮した設計が必要どなり、各加工］程
の１法変化す厳密に検討しておかねばらなず、しかし寸
法変化の挙動は基板のロットやパターン形状によっても
異なり、寸法安定化のためのパターンの設計は相当煩雑
イ【ものである。

これらの問題に加えてフレ１シブルプリント配線Ｉｊ板
が高温中で長時間使用されると基板フィルムの熱劣化を
起こし、ぞの′心気的特性や機械的特性低が下し、フレ
キシブルプリン１−配線桔根の機能を発現できなくなる
。このため耐熱性、耐熱劣化性の高いらのが必要となる
。

従来からフレキシブルプリント回路用絶縁基材には、ポ
リイミドフィルムやポリエステルフィルムが用いられて
いる。ポリイミドフィルムは吸湿時の寸法変化の大きい
点を除けば、耐熱性、耐薬品等の特性に優れているが、
製造時に樹脂を溶解するための溶剤の使用を不可欠とす
るものであって、この溶媒は基板から完全に除去されな
ければ基板の品質に問題を及ぼすことがある。また溶媒
の回収や処理は公害や衛生面からの配慮が要求される等
の取扱い上の問題がある。

また最近ポリフェニレンスルフィド樹脂（以下１）　Ｐ
　Ｓと略称する）がそのケぐれた耐薬品性、Ｎ１４熱性
、電気特性および不燃性などの点で注目され、プリント
配線板用絶縁基材としての応用も提案されている。しか
しながらＰＰＳは上記の如きづぐれた性能を持ちながら
、そのフィルムまたはシートｔま結晶化すると、その靭
性が著しく低下し、耐１ｉｉ１曲疲労性や耐折曲性が不
足づる結果、フレキシブルなプリン１−配線板（こ加１
１するのは難かしいという問題がある。

一乃、ポリニスデル、待にポリＪヂレンデレフタレーｌ
へのフィルムｔま廉価であり、耐薬品性、′市気的特性
が優れている利点があるが、耐熱＋〈１−が劣り、湿度
変化による基板の伸縮率が大きいという問題がある。

し発明の目的１ 本発明の目的はフレキシブルプリント回路（以下ＦＰＣ
と略称づる）の絶縁阜材としてポリエチレンナフタレン
ジカルボキシレート（以下ポリエチレンナフタレートと
略称する）を使用し、ポリニスデルフィルムにける上記
問題魚を解消せしめて、耐熱性１寸法安定性に慢れたＦ
ＰＣ用括板を提供「んとす〜るものである。

［発明の構成］ 本発明は基材フィルムを絶縁基板とし、その少なくとも
一面に導電性材料として金属箔を貼合せてなるＦＰＣに
おいて、基板フィルムとして　１５０℃で２時間加熱し
たときの熱収縮率が０．４％以下であり、かつ２００℃
で５分間加熱したときの熱収縮率が１．８％以下であり
、しかも２００°Ｃで４００時間加熱したときの破断伸
度が４０％以上（室温測定値）であるポリエチレンナフ
タレートを用いることを特徴とするＦＰＣである。

本発明に用いるポリエチレンナフタレートとは、ポリエ
チレン−２，６−ナフタレート（即ら、ポリエチレン−
２，６−ナフタレンジカルポキシレート）ホモポリマー
、ポリエチレン−２，６−ナフタレートを７０％以上含
む重合体、またはこれを主成分とする共重合体、混合体
をいう。そして本質的にポリエチレンナフタレートの性
質を失わない節回においてポリエステル組成物（添加物
を含有するもの）も用いることができる。例えば、ポリ
エチレンナフタレート（以下ＰＥＮと略記する場合もあ
る）フィルムは不活性固体粒子を、ポリエチレンナフタ
レートポリマー中に含有せしめて形成せしめたものが含
まれる。

不活性固体微粒子としては、本発明においては、好まし
くは■二酸化ケイｉ＜水和物、：ケイ藻土ケイ砂３石英
ｔ９を含む）；■アルミナ：■３ｉ０２分を３０！１ｉ
ω％以上含イイするケイ酸塩（例えば非晶質或は結晶質
の粘度鉱物、アルミノシリフート（焼成物や水和物を含
む）、温石綿、ジルコン。

フライアッシュ等）；０Ｍ（＋、Ｓｎ、Ｚｒ及びＴｉの
酸化物；■Ｃａ及びＢａの硫酸塩；■ＬＩ。

Ｎａ、及びＣａのリン酸塩（１水素Ｊｇや２水索塩を含
む）：■Ｌｉ　、　Ｎａ　、及びＫの安急杏酸塩；■Ｃ
ａ　、　Ｂａ　、　Ｚｎ　、及びＭｎのテレフタル酸塩
；■ＭＯ，Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｓｒ。

Ｍｎ　、Ｆｅ　、Ｇｏ及びＮｉのチタンＭＷ：＠＋Ｂａ
。

及びｐｂのクロムＩ！ｉ！Ｉ塩：■炭素（例えばカーボ
ンブラック、グラフフィト等）；０ガラス（例えばガラ
ス粉、ガラスピーズ等）：＠Ｃａ、及びＭ（＋の炭Ｍ塩
；■ホタル石及び■ＺｎＳが例示される。

更に好ましくは、無水ケイ酸、含水ケイ酸、酸化アルミ
ニウム、ケイ酸アルミニウム（焼成物、水和物等を含む
）、燐酸１リチウム、燐酸３リチウム、燐酸ナトリ「ク
ム、燐酸カルシウム、硫酸バリラム１Ｍ化チタン、安息
香酸リヂウム、これらの化合物の複塩（水和物を含む）
、ガラス粉、粘土（カオリン、ベントナイト、白土等を
含む）、タルク、ケイ藻土、炭酸カルシウム等が例示さ
れる。

特に好ましくは、二酸化ケイ素、酸化チタン、炭酸カル
シウムが挙げられる。

本発明における二軸配向フィルムの製造方法として（よ
例えば未延伸フィルムを縦方向に延伸した後、横方向に
延伸するいわゆる縦横逐次延伸法。

及び縦横同時に延伸づる同時二軸延伸法が適用できる。

本発明の絶縁基材として用いるＰＥＮフィルムの厚さに
は特に制限がなく通常の２５μｍｒＬ〜１２５μｍの範
囲が選択される。なお場合によってはシートの厚みを増
ｍする為に、その−面にさらにＰ［Ｎもしくは他樹脂か
らなるシートをＶＸ内して実用することも可能である。

本発明において、基板フィルムは１５０℃で２時間加熱
したときの熱収縮率が０．４％以下であることが必要で
ある。０．４％を超えるとＦＰｑの加工工程に４３いて
熱圧着、加熱などの熱的要因による４法変化がおこり、
Ｆ　Ｐ　Ｃ用絶縁Ｍ板として満足出来ない。更に２００
℃で５分間加熱したときの熱収縮率としては１．８％以
下であることが必要である。１．８％以内ではＦＰＣを
半り口付（〕づる際２５０℃で３０秒間熱を受けても変
形を生じないが、収縮率が１．８％を超えるとＦＰＣは
変形を生じてしまう。

また、本発明において　２００℃で４００時間加熱した
ときの破断伸度が４０％以」二であることが必要である
。ＦＰＣとしては可撓性が必要であるが、破断伸度が４
０％未満では、ＦＰＣとし−（−使用するとぎに靭性が
低いため屈曲されるとひびや割れを生じやすくなる。

更に絶縁破壊電圧とし”Ｕ　ｆ４２００Ｋ　Ｖ　／　Ｍ
以上であることが好ましい。

加えて、本発明における温度膨張率が１５Ｘ　１０’２
・７℃でありｉ！ｉ！ａ膨張率が１１ｘ　１０毛／％Ｒ
１−４＜相対湿度）以下であることが好ましい。温度膨
張率が１５ｘ　１０’　／’Ｃ以下、湿度膨張率が１１
ｘ　１０’　／％ＲＨ以下であれば精密なＦＰＣの回路
設計が可能である。

ＦＰＣは絶縁性と可撓性を併せ持つ薄いベースフィルム
の表面に導電性の材料で電気設計にもとづく配線パター
ンを密着して形成したものである。

導電性材料の金属箔としては、銅箔、アルミニウム箔、
銀箔などが挙げられるが、なかでも銅箔が代表的である
。↑として厚ざ１８μｍ、３５μｍ、７０μ７７１の電
解銅箔あるいは圧延鋼箔が使われる。金属箔の接合手回
や形状の具体的手段としては、特に制限がなく、たとえ
ば銅箔などの金属箔を絶縁基材に貼り合せた後、金属箔
をパターンエツチングするいわゆるサブトラクディブ法
、絶縁基材上に銅等をパターン状にメッキするアディテ
ィブ法。

パターン状に打ち抜いた銅箔等を絶縁基材に貼り合せる
スタンピングホイルなどを利用することができる。

［発明の効果１ 本発明は基材フィルムを絶縁基板として、その少なくと
も一面に金属箔を貼合せてなるフレキシブルプリント回
路用基本においてその樋材フィルムとしてＰＥＮを用い
ている為絶縁破壊電圧が２００に／’　ｌｌｌｌｉ以上
となるように絶縁性が浸れている。更に１５０℃で２時
間加熱した際の熱収縮率が０．４％以下であるので導電
性金属箔を熱圧着する場合に基板の寸法変化がない。

さらに２００℃で５分間加熱したとぎの熱収縮率が１．
８％以下である為半Ｆｌ’ｌ付はする際２５０℃で３０
秒間熱を受けても変形せず、半ｌ］耐熱性がある。

また２００℃で４００時間加熱した場合の破断伸度が４
０％以上である為可撓性がよく耐久性が優れている。

更に温度膨張率の１５×１０″Ｇ／℃以下であり、また
温度膨張率が１１ｘ　１０″Ｇ／％ＲＨであるから、精
密な回路設計が可能となる。

以上のことよりＦＰＣとしてすぐれた性能を発揮するこ
とができる。

［実施例］ 以下実施例により、本発明を更に説明する。

なお本発明における種々の物性及び特性は以下の如く測
定されたものであり、かつ定義されたｂのである。

（１）熱収縮率 恒温槽中、無緊状態で１５０℃に２時間放置した。原反
を！ｉｏ、測定した長さをすとすると、［（Ｎｏ−１＞
）／ｆｌｏｌＸ　　１００％で表わす。

２００℃にお（プる場合も同様とする。

（２）塩１ｑ膨張率二日本自動制御社製の定荷重伸び試
験機（ＴＴＬ２型）を恒温恒湿槽内に置き測定を行う。

測定サンプルは予め所定の条件（例えば７０℃、　３０
分〉で熱処理を施し、このサンプルを試験機に取り付け
、温度２０℃、相対湿度６０％と、４０℃、　６０％Ｒ
Ｉ−１との間での寸法変化を読み取ることによって温度
膨張率を測定する。このときの原サンプル長は、５０５
ｍ＋、サンプル幅は１／４インチである。測定時に加え
る加重は５ｇ／ｌ／４インチ幅当りで一定とした。

（３）　　湿度膨張率：温度膨張率を求める場合と同様
に日本自動制御社製の定荷重伸び試験機を用い、；偏１
α４０℃、９０％Ｒ１−４の条件でｆめ処理を施した丈
ンブルを取り付け、温度２０℃、３０％Ｒ］−１と２０
’Ｃ，７０％Ｒ１−１の間における寸法変化を求める。

す゛ンプルが長くとれない場合は温度膨張率測定時と同
様に真空理工社製の熱機械分析装置を恒温恒湿内に置き
、前記条件のもとで測定する。

（４）耐熱劣化性 ギヤ老化試験器で無緊張状態２００℃４００時間加熱し
た後に室温に３５いて絶縁破壊電圧おＪ、び破断伸度を
測定づる。

ａ）絶縁破壊電圧 、ノＩｓ　　Ｃ２３１８により実施する。

ｂ〉破断伸度 試ｔ’１幅１０咽、長さ　１５０＃Ｉに切取った試ｒｌ
について、チャック間１００ｍにして引張速ｌＱ１０ｍ
ｍ／分、ヂ１７−ト速度５０Ｍ／分の条告にてインスト
ロン型の万能引張試験装置にて引張る。

原長ｆｌｏ破断時の長さをΩとケると［くρ−リｏ）／
すｏ〕×１００％で表わ４．。

（５）ハンダ耐熱性 ＪＩＳ　　Ｃ６４８１の方法で２５０℃、３０秒浸漬後
の外観変化で判定する。

○：異常イ１し Δ：少し変形がある ×：変形が激しい （６）耐屈折性 ギヤ老化試験器で無緊張状態２００℃で４００時間加熱
後の屈折性をＪＩＳ　　Ｐ８１１５に準じて、Ｍ　Ｉ　
Ｔ型試験機により測定する。

○：屈曲疲労回数　５０００回以上 △：屈曲疲労回数　１０００以上　５０００未満×：屈
曲疲労回ｒ１１１０００未満 （７１Ｊ法変化 ＪＩＳＣ６４９記載のテストパターンをサブ１−ラクテ
ィブ法により作成し、そのときの寸法変形を観察する。

Ｏ：異常なし Δ：少し変形ある ×：変形が大きい 実施例１ 権限粘度０，６５のポリエチレン−２，６−ナフタレー
トのベレッｌ−を１７０℃で４時間乾燥した。このポリ
エチレン−２，６−ナフタレ−１へを常法に従って溶融
押出し、急冷した後、実質的に無配向の未延伸シートを
延伸温度１２０℃で縦方向に３．５倍。

横方向に　１３０℃で３．９倍逐次延伸を行い、更に２
５０℃で熱固定を施し２５μｍのフィルムを作成しＩこ
　。

次に市販のプリント配線用電解銅箔（厚さ３５μｍ）を
接着用を用いて重ね合せ１３０″Ｃで加熱、圧着してＦ
ＰＣを１９だ。

１ワられたＦ　Ｐ　Ｃの特性を評価した結果を表１に示
す。

ハンダ耐熱性、耐屈折性ともすぐれたＦｐｃｕ板が１ワ
られた。

比較例１ 実施例１ど同様ぐある熱固定温度を変えてフィルムを作
成し、同様にしてＦＰ（ｊＪ板を作成したが満足いくも
のが（ｑられなかった。

比較例２〜４ 次に実施例１において極限粘度０．６５のポリエチレン
テレフタレート（ベレット）を用いて、乾燥温度、延伸
温度は適宜調整して、ｍ沫により、Ｆ　Ｐ　Ｃを作成し
たが、ハンダ耐熱性耐屈折性とも満足できなかった。

またポリイミドフィルム（［カプトンＪ　　２００Ｈ）
についてその特性は測定したが良好であった。

さらに比較例−３としてＰＰＳフィルｔ＼（ノリップス
ベトロラム社製「ライドンＪ（ＭＩ’＝１００）　）を
用いて製膜し同様にしてＦＰＣを１りたが、耐屈折性に
おいて満足できるものが１ｑられなかった。

次にテストパターンを印刷したとさの寸法を、比較した
ものを表２に示す。

実施例２及び３ 実施例１において温度膨張率を１５Ｘ　１０’　／’Ｃ
以下、湿度膨張率１１Ｘ　１０’　／％ＲＨ以下である
場合には、寸法変化もなく良好な結果を得た。

実施例３は、温度膨張率を１５ｘ　１０’　／　”Ｃよ
り高くすると寸法変化が起った。

温度膨張率が１５Ｘ　１０’　／”Ｃより高く、及び湯
面膨張率が１１ｘｌＯ“も／％ＲＨより高い場合には、
寸法変化が発生し満足のゆくものが得られなかった表２ 第１頁の銃き ０発　明　者　　中　村　　　智　行　　相模原市小山
：研究所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）絶縁基板となるフレキシブルな基材フィルムの一表
   面に導電性の金属箔を貼合せてなるフレキシブル回路用
   材料において、基板フィルムは１５０℃での２時間加熱
   したときの熱収縮率が０．４％以下かつ２００℃での５
   分間加熱したときの熱収縮率が１．８％以下であり、し
   かも２００℃に４００時間加熱した後における破断伸度
   （室温測定）が少なくとも４０％であるポリエチレンナ
   フタレンジカルボキシレートフイルムからなることを特
   徴とするフレキシブル回路用基板。 ２）基板フィルムはその熱膨張率が１５×１０＾−＾６
   ／℃以下でありかつ湿度膨張率が１１×１０＾−＾６／
   ％ＲＨ（相対湿度）であるポリエチレンナフタレンジカ
   ルボキシレートフイルムからなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のフレキシブル回路用基板。