KR102082559B1 - 프린트 배선판, 프린트 배선판용 보강 부재, 및 프린트 기판 - Google Patents

프린트 배선판, 프린트 배선판용 보강 부재, 및 프린트 기판 Download PDF

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기요하루 세기구치
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Abstract

그라운드 효과 및 보강 기능을 장기간에 걸쳐 높은 신뢰성으로 유지할 수 있다. 그라운드용 배선 패턴(115)을 구비한 베이스 부재(112)와, 그라운드용 배선 패턴(115)에 도통(導通) 상태로 접합된 프린트 배선판용 보강 부재(135)를 갖고, 프린트 배선판용 보강 부재(135)는, 금속 기재층(135a)과, 적어도 그라운드용 배선 패턴(115)에 접합되는 측과는 반대측의 금속 기재층(135a)의 표면에 확산 접합에 의해 접합된 니켈층(135b)을 구비한다.

Description

프린트 배선판, 프린트 배선판용 보강 부재, 및 프린트 기판
본 발명은 휴대 전화나 컴퓨터 등에 사용되는 프린트 배선판, 프린트 배선판용 보강 부재, 및 프린트 기판에 관한 것이다.
종래, 프린트 배선판으로서, 스테인리스판의 표면을 니켈 도금한 박판의 금속 보강 부재를 전자 부품의 실장 부위에 부착한 것이 알려져 있다(특허문헌 1). 이에 의해, 프린트 배선판은, 니켈이 스테인리스판에서의 열 및 습도의 보호층으로서 기능함으로써 그라운드 효과를 유지하면서, 전자 부품의 실장 부위를 금속 보강 부재에 의해 보강하는 것이 가능하게 되었다.
국제 공개 제2014/132951호
그런데, 프린트 배선판이 갖는 그라운드 효과 및 보강 기능은 프린트 배선판이 탑재된 전자 기기의 성능에 직결되기 때문에, 그라운드 효과 및 보강 기능을 더욱 장기간에 걸쳐 높은 신뢰성으로 발휘시키는 것이 요망되고 있다.
본 발명은 상기한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그라운드 효과 및 보강 기능을 장기간에 걸쳐 높은 신뢰성으로 유지할 수 있는 프린트 배선판, 프린트 배선판용 보강 부재, 및 프린트 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 그라운드용 배선 패턴을 구비한 베이스 부재와, 상기 그라운드용 배선 패턴에 도통 상태로 접합된 프린트 배선판용 보강 부재를 갖고, 상기 프린트 배선판용 보강 부재는, 금속 기재층과, 적어도 상기 그라운드용 배선 패턴에 접합되는 측과는 반대측의 상기 금속 기재층의 표면에 확산층에 의해 접합된 니켈층을 구비한다.
상기한 구성에 의하면, 그라운드용 배선 패턴을 프린트 배선판용 보강 부재를 통해 외부의 그라운드 전위에 도통시키는 그라운드 효과를, 니켈층에 의해 높은 상태를 유지하면서, 프린트 배선판에 전자 부품을 실장한 부위를 금속 기재층의 강도로 보강할 수 있다.
또한, 프린트 배선판용 보강 부재는, 니켈층이 확산층에 의해 강고하게 접합되어 있다. 확산 접합은, 니켈층의 니켈 원자와 금속 기재층의 금속 원자가 상호 확산함으로써, 니켈 원자와 금속 원자가 농도 구배(勾配)를 가지고 혼합된 확산층을 형성하고, 이 확산층에 의해 니켈층과 금속 기재층을 혼연 일체화시킨 금속 결합에 의한 접합이다. 이에 의해, 금속 기재층의 표면에 니켈층을 도금 처리에 의해 석출시켜 화학 결합시킨 상태보다도, 금속 기재층에 대한 니켈층의 밀착성(접합 강도)이 현격히 우수하다. 그 때문에, 프린트 배선판의 제조시나 취급시에, 프린트 배선판용 보강 부재에 큰 외력이 부여된 경우 등이라도, 니켈층이 박리되기 어렵기 때문에, 프린트 배선판이 설계대로의 사양으로 제작되고, 그 성능이 유지될 가능성이 높아진다. 이 결과, 상기한 구성에 의하면, 그라운드 효과 및 보강 기능을 장기간에 걸쳐 높은 신뢰성으로 유지할 수 있다.
본 발명의 프린트 배선판에 있어서의 상기 프린트 배선판용 보강 부재는, 상기 확산층의 두께가 5 ㎛ 이하여도 좋다. 또한, 본 발명의 프린트 배선판에 있어서의 상기 프린트 배선판용 보강 부재는, 상기 니켈층의 두께를 tNi라고 하면, 상기 확산층의 두께 tD와, 상기 확산층의 중심 위치로부터 상기 니켈층의 표층면까지의 거리 {tNi+(tD/2)}의 관계가 (tD/2)/{tNi+(tD/2)}≤0.80이어도 좋다.
상기한 구성에 의하면, 니켈층이 도금에 의해 금속 기재층에 형성된 경우 이상의 접합 강도를 확보하고, 프린트 배선판용 보강 부재에 큰 외력이 부여된 경우 등에 있어서도, 니켈층이 박리되기 어려운 프린트 배선판용 보강 부재를 제조할 수 있다.
본 발명의 프린트 배선판에 있어서의 상기 금속 기재층은, 스테인리스제, 알루미늄제 및 알루미늄 합금제의 어느 것이어도 좋다.
상기한 구성에 의하면, 프린트 배선판용 보강 부재의 강도를 높은 상태로 유지하면서, 프린트 배선판용 보강 부재의 두께를 얇게 할 수 있다.
본 발명은 프린트 배선판에 있어서의 그라운드용 배선 패턴에 대향 배치되고, 대향하는 한쪽 면이 상기 그라운드용 배선 패턴에 도통 상태로 접합되며, 다른쪽 면이 그라운드 전위의 외부 그라운드 부재에 도통되는 프린트 배선판용 보강 부재로서, 금속 기재층과, 상기 금속 기재층의 적어도 한쪽 면에 확산층에 의해 접합된 니켈층을 구비한다.
상기한 구성에 의하면, 프린트 배선판용 보강 부재의 니켈층이 확산층에 의해 강고하게 접합되어 있기 때문에, 프린트 배선판용 보강 부재는, 도금에 의해 니켈층을 형성한 경우보다도, 금속 기재층에 대한 니켈층의 밀착성이 우수하다. 그 때문에, 프린트 배선판용 보강 부재의 제조시나 취급시에, 프린트 배선판용 보강 부재에 큰 외력이 부여된 경우 등에 있어서도, 니켈층이 박리되기 어렵다. 이 결과, 프린트 배선판용 보강 부재가 프린트 배선판에 구비된 경우에 있어서의 그라운드 효과 및 보강 기능을 장기간에 걸쳐 높은 신뢰성으로 유지할 수 있다.
본 발명의 프린트 배선판용 보강 부재는, 상기 확산층의 두께가 5 ㎛ 이하여도 좋다. 또한, 본 발명의 프린트 배선판용 보강 부재는, 상기 니켈층의 두께를 tNi라고 하면, 상기 확산층의 두께 tD와, 상기 확산층의 중심 위치로부터 상기 니켈층의 표층면까지의 거리 {tNi+(tD/2)}의 관계가, (tD/2)/{tNi+(tD/2)}≤0.80이어도 좋다.
상기한 구성에 의하면, 니켈층이 도금에 의해 금속 기재층에 형성된 경우 이상의 접합 강도를 확보하고, 프린트 배선판용 보강 부재에 큰 외력이 부여된 경우 등이라도, 니켈층이 박리되기 어려운 프린트 배선판용 보강 부재를 제조할 수 있다.
본 발명의 프린트 배선판용 보강 부재에 있어서의 상기 금속 기재층은, 스테인리스제, 알루미늄제 및 알루미늄 합금제의 어느 것이어도 좋다.
상기한 구성에 의하면, 프린트 배선판용 보강 부재의 강도를 높은 상태로 유지하면서, 프린트 배선판용 보강 부재의 두께를 얇게 할 수 있다.
본 발명의 프린트 배선판용 보강 부재는, 상기 금속 기재층의 한쪽 면에 도전성 접착층을 구비하여도 좋다.
상기한 구성에 의하면, 도전성 접착층을 구비함으로써, 프린트 배선판의 그라운드용 배선 패턴에 대해 프린트 배선판용 보강 부재를 용이하게 도통 상태로 접합할 수 있다.
본 발명은 프린트 기판으로서, 그라운드용 배선 패턴을 적어도 한쪽 면에 구비한 베이스 부재와, 상기 그라운드용 배선 패턴에 대향 배치되어 있고, 적어도 상기 그라운드용 배선 패턴측과는 반대측의 금속 기재층의 표면에 확산층에 의해 강고하게 접합된 니켈층으로 이루어지는 프린트 배선판용 보강 부재와, 상기 베이스 부재의 상기 그라운드용 배선 패턴과 상기 프린트 배선판용 보강 부재를 도통 상태로 접합하는 도전성 접착층과, 상기 베이스 부재의 다른쪽 면에 있어서의 상기 프린트 배선판용 보강 부재에 대응하는 위치에 배치된 전자 부품을 갖는다.
상기한 구성에 의하면, 프린트 기판이 반복해서 만곡된 경우라도, 프린트 배선판용 보강 부재가 접합된 부위에서는, 만곡되기 어려운 상태가 되기 때문에, 프린트 배선판용 보강 부재에 대응하는 위치에 배치된 전자 부품이 프린트 기판으로부터 탈락하는 등의 문제점이 방지된다. 또한, 프린트 배선판용 보강 부재는, 적어도 그라운드용 배선 패턴측과는 반대측의 금속 기재층의 표면에 니켈층이 형성되어 있음으로써, 금속 기재층의 종류에 상관없이, 니켈층이 형성된 표면측에서 높은 내열성 및 내습성이 실현된다. 이에 의해, 프린트 배선판용 보강 부재는, 니켈층이 형성된 표면측이 고습도의 환경에 노출되더라도, 저항값이 높아지는 열화 속도를 니켈층에 의해 저감할 수 있다. 이 결과, 그라운드용 배선 패턴을 도전성 접착층 및 프린트 배선판용 보강 부재를 통해 외부의 그라운드 전위에 도통시키는 그라운드 효과를, 니켈층에 의해 높은 상태로 유지하면서 금속 기재층의 강도로 프린트 기판을 보강할 수 있다.
또한, 프린트 배선판용 보강 부재는, 니켈층이 확산층에 의해 강고하게 접합되어 있기 때문에, 도금에 의해 니켈층을 형성한 경우보다도, 금속 기재층에 대한 니켈층의 밀착성이 우수하다. 그 때문에, 프린트 배선판의 제조시나 취급시에, 프린트 배선판용 보강 부재에 큰 외력이 부여된 경우 등이라도, 니켈층이 박리되기 어려워지고, 프린트 배선판이 설계대로의 사양으로 제작되며 유지될 가능성이 높아진다. 이 결과, 상기한 구성에 의하면, 그라운드 효과 및 보강 기능을 장기간에 걸쳐 높은 신뢰성으로 유지할 수 있다.
그라운드 효과 및 보강 기능을 장기간에 걸쳐 높은 신뢰성으로 유지할 수 있다.
도 1은 프린트 배선판 및 프린트 기판의 제조 과정을 도시한 설명도이다.
도 2는 프린트 기판이 외부 그라운드 부재에 접속된 상태를 도시한 설명도이다.
도 3은 프린트 기판이 외부 그라운드 부재에 접속된 상태를 도시한 설명도이다.
도 4a는 니켈층의 표면 상태를 도시한 설명도이다.
도 4b는 니켈층의 표면 상태를 도시한 설명도이다.
도 5는 금속 기재층 및 니켈층 사이에 있어서의 확산층의 설명도이다.
도 6은 금속 기재층 및 니켈층 사이에 있어서의 계면의 설명도이다.
도 7은 도전성 접착층의 박리 강도를 도시한 그래프이다.
도 8은 프린트 배선판용 보강 부재의 접속 저항을 도시한 그래프이다.
도 9는 프린트 배선판용 보강 부재의 접촉 저항을 도시한 그래프이다.
도 10은 금속 기재층 및 니켈층 사이에 있어서의 확산층의 설명도이다.
도 11a는 인장 시험을 도시한 설명도이다.
도 11b는 인장 시험의 파단 단부의 상태를 도시한 설명도이다.
도 12는 보강 부재와 베이스층 사이의 전기 저항값의 측정 방법을 도시한 설명도이다.
이하, 본 발명의 적합한 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.
(프린트 배선판(1))
도 1에 도시된 바와 같이, 프린트 배선판(1)은, 프린트 배선판 본체(110)와, 프린트 배선판 본체(110)의 한쪽 면에 접합된 프린트 배선판용 보강 부재(135)[이하, 보강 부재(135)라고 칭함]를 갖는다. 프린트 배선판 본체(110)는 그라운드용 배선 패턴(115)을 갖고, 그라운드용 배선 패턴(115)은 보강 부재(135)의 도전성 접착층(130)이 접착된다. 프린트 배선판(1)은, 보강 부재(135)의 접합 부위에 대응하는 프린트 배선판 본체(110)의 다른쪽 면의 실장 부위에 전자 부품(150)이 설치됨으로써, 프린트 기판(10)이 되도록 되어 있다.
프린트 기판(10)은, 보강 부재(135)가 프린트 배선판 본체(110)와의 접합 부위를 보강함으로써, 전자 부품(150)의 실장 부위를 보강하고 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 프린트 기판(10)은, 보강 부재(135)가 그라운드 전위의 외부 그라운드 부재(151)에 접속됨으로써, 그라운드용 배선 패턴(115)이 보강 부재(135)를 통해 외부 그라운드 부재(151)에 접지된다. 외부 그라운드 부재(151)란, 예컨대, 전자 기기의 케이스 등이다. 이에 의해, 프린트 기판(10)이 전자 기기에 편입되었을 때에, 그라운드용 배선 패턴(115)이 보강 부재(135)를 통해 외부 그라운드 부재(151)에 도통되기 때문에, 높은 그라운드 효과를 얻을 수 있다.
(프린트 배선판(1): 프린트 배선판 본체(110))
도 1에 도시된 바와 같이, 프린트 배선판 본체(110)는, 신호용 배선 패턴이나 그라운드용 배선 패턴(115) 등의 복수의 배선 패턴이 형성된 베이스 부재(112)와, 베이스 부재(112) 상에 형성된 접착제층(113)과, 접착제층(113)에 접착된 절연 필름(111)을 갖고 있다.
신호용 배선 패턴이나 그라운드용 배선 패턴(115)은 베이스 부재(112)의 상면에 형성되어 있다. 이들 배선 패턴은, 도전성 재료를 에칭 처리함으로써 형성된다. 또한, 그 중, 그라운드용 배선 패턴(115)은 그라운드 전위를 유지한 패턴을 가리킨다.
접착제층(113)은 신호용 배선 패턴이나 그라운드용 배선 패턴(115)과 절연 필름(111) 사이에 개재되는 접착제이며, 절연성을 유지하고, 절연 필름(111)을 베이스 부재(112)에 접착시키는 역할을 한다. 한편, 접착제층(113)의 두께는 10 ㎛∼40 ㎛이지만, 특별히 한정될 필요는 없고 적절히 설정 가능하다.
베이스 부재(112)와 절연 필름(111)은, 모두 엔지니어링 플라스틱으로 이루어진다. 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 가교 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리벤즈이미다졸, 폴리이미드, 폴리이미드아미드, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌설파이드 등의 수지를 들 수 있다. 그다지 내열성이 요구되지 않는 경우에는, 저렴한 폴리에스테르 필름이 바람직하고, 난연성이 요구되는 경우에는, 폴리페닐렌설파이드 필름, 또한 내열성이 요구되는 경우에는 폴리이미드 필름, 폴리아미드 필름, 유리 에폭시 필름이 바람직하다. 한편, 베이스 부재(112)의 두께는 10 ㎛∼40 ㎛이고, 절연 필름(111)의 두께는 10 ㎛∼30 ㎛이지만, 특별히 한정될 필요는 없고 적절히 설정 가능하다.
또한, 상기한 절연 필름(111) 및 접착제층(113)에는, 금형 등에 의해, 구멍부(160)가 형성되어 있다. 구멍부(160)는 복수의 신호용 배선 패턴이나 그라운드용 배선 패턴 중에서 선택된 배선 패턴의 일부 영역을 노출시키는 것이다. 본 실시형태의 경우, 그라운드용 배선 패턴(115)의 일부 영역이, 외부로 노출되도록, 절연 필름(111) 및 접착제층(113)에 있어서의 적층 방향으로 구멍부(160)가 형성되어 있다. 한편, 구멍부(160)는 인접한 다른 배선 패턴은 노출시키지 않도록 적절히 구멍 직경이 설정되어 있다.
한편, 플렉시블 프린트 배선판 본체(110)는 전자파를 실드하는 필름을 절연 필름(111)의 상면에 구비하여도 좋다. 이 필름은 도전재와, 이 도전재에 접촉 상태로 접착된 도전층과, 도전층 상에 형성된 절연층을 갖는다. 한편, 이 필름은 도전재 및 도전층으로서 도전성 접착제를 이용할 수 있다.
(프린트 배선판용 보강 부재(135))
보강 부재(135)는 박판형으로 형성되어 있고, 그라운드용 배선 패턴(115)에 접합되는 접합면(하면)과, 그라운드 전위의 외부 그라운드에 전기적으로 접속되는 개방면(상면)과, 접합면 및 개방면에 협지된 측면을 갖는다. 보강 부재(135)는, 접합면(하면)을 구성하는 금속 기재층(135a)과, 개방면(상면)을 구성하는 니켈층(135b)을 갖는다. 보강 부재(135)는, 플렉시블 프린트 배선판(1)에 있어서의 그라운드용 배선 패턴(115)에 대향 배치되고, 대향하는 한쪽 면(접합면)이 그라운드용 배선 패턴(115)에 도통 상태로 접합되며, 다른쪽 면(개방면)이 그라운드 전위의 도시하지 않은 외부 그라운드 부재에 도통 상태로 접합되도록 되어 있다.
한편, 『도통 상태로 접합』은, 직접적으로 접촉이나 당접(當接)함으로써 접합된 상태를 포함하고, 도전성 접착층(130) 등을 통해 간접적으로 접합된 상태를 포함한다. 또한, 니켈층(135b)은, 보강 부재(135)의 개방면 및 접합면에 형성되어 있어도 좋고, 접합면, 개방면 및 측면으로 이루어지는 보강 부재(135)의 전면(全面)에 형성되어 있어도 좋다. 상세한 것은 후술한다.
(프린트 배선판용 보강 부재(135): 금속 기재층(135a))
금속 기재층(135a)은 프린트 배선판(1)의 접합 부위[전자 부품(150)의 실장 부위]를 보강하도록, 스테인리스강에 의해 형성되어 있다. 이에 의해, 금속 기재층(135a)은 보강 부재(135)의 강도를 높은 상태로 유지하면서, 보강 부재(135)의 두께를 얇게 하는 것을 가능하게 한다.
한편, 금속 기재층(135a)은 스테인리스강인 것이 내식성이나 강도 등의 점에서 바람직하지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 종류의 금속이어도 좋다. 예컨대, 금속 기재층(135a)은 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 주석, 금, 팔라듐, 크롬, 티탄, 아연, 및 이들 재료 중 어느 하나, 또는 2개 이상을 포함하는 합금에 의해 형성되어 있어도 좋다.
금속 기재층(135a)의 두께의 하한값은 0.05 ㎜인 것이 바람직하고, 0.1 ㎜인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 금속 기재층(135a)의 두께의 상한값은 1.0 ㎜인 것이 바람직하고, 0.3 ㎜인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 두께는 특별히 한정될 필요는 없고 적절히 설정 가능하다.
(프린트 배선판용 보강 부재(135): 니켈층(135b))
니켈층(135b)은, 그라운드용 배선 패턴(115)에 접합되는 측과는 반대측의 금속 기재층(135a)의 표면에 접합되어 있다. 이에 의해, 니켈층(135b)은 보강 부재(135)를 통해 그라운드용 배선 패턴(115)을 외부의 그라운드 전위에 도통시켜, 그라운드 효과를 높은 상태로 유지 가능하게 한다.
니켈층(135b)의 두께는 1 ㎛ 이상, 4 ㎛ 이하로 설정되어 있다. 이에 의해, 원하는 내열성 및 내습성을 실현하면서, 니켈의 재료 비용을 저감할 수 있고, 보강 부재(135)를 원하는 사이즈로 가공하기 위한 펀칭 가공시나 절단 가공시의 수율을 높일 수 있다. 한편, 니켈층(135b)의 두께의 하한값은 보강 부재(135)의 내식성, 내습성 및 내열성을 충분히 확보하기 위해서, 1 ㎛인 것이 바람직하고, 2 ㎛인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 니켈층(135b)의 두께의 상한값은 비용을 고려하면, 4 ㎛인 것이 바람직하고, 3 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.
니켈층(135b)은 금속 기재층(135a)의 표면에 확산층에 의해 강고하게 접합되어 있다. 여기서, 확산 접합은, 니켈층(135b)의 니켈 원자와 금속 기재층(135a)의 금속 원자를 상호 확산시켜, 니켈 원자와 금속 원자가 농도 구배를 가지면서 혼합된 확산층을 형성하고, 이 확산층에 의해 니켈층(135b)과 금속 기재층(135a)을 혼연 일체화시킨 금속 결합에 의한 접합이다. 이에 의해, 도금에 의해 금속 기재층(135a)의 표면에 니켈층(135b)을 석출시켜 화학적으로 접합시킨 경우보다도, 금속 기재층(135a)에 대한 니켈층(135b)의 밀착성(접합 강도)이 우수하다. 그 때문에, 프린트 배선판(1)의 제조시나 취급시 등에, 보강 부재(135)에 큰 외력이 부여된 경우라도, 니켈층(135b)이 박리되기 어려워지고, 프린트 배선판(1)이 설계대로의 사양으로 제작되며, 성능이 유지될 가능성이 높아진다. 이 결과, 프린트 배선판(1)은 그라운드 효과 및 보강 기능을 장기간에 걸쳐 높은 신뢰성으로 유지할 수 있도록 되어 있다.
확산 접합에 의해 형성된 확산층의 두께는 5 ㎛ 이하로 설정된다. 이것은, 니켈층(135b)이 도금에 의해 금속 기재층에 형성된 경우 이상의 접합 강도를 확보하고, 프린트 배선판용 보강 부재에 큰 외력이 부여된 경우 등이라도, 니켈층이 박리되기 어려운 프린트 배선판용 보강 부재를 제조할 수 있기 때문이다. 한편, 확산층의 두께의 상한값은 4.5 ㎛인 것이 바람직하고, 4.2 ㎛인 것이 보다 바람직하다.
또한, 니켈층의 두께를 tNi라고 하면, 확산층의 두께 tD와, 확산층의 중심 위치로부터 니켈층의 표층면까지의 거리 {tNi+(tD/2)}의 관계가 (tD/2)/{tNi+(tD/2)}≤0.80으로 설정된다. 이 경우에는, 니켈층(135b)이 도금에 의해 금속 기재층(135a)에 형성된 경우 이상의 접합 강도를 확보하고, 프린트 배선판용 보강 부재에 큰 외력이 부여된 경우라도, 니켈층이 박리되기 어려운 프린트 배선판용 보강 부재를 제조할 수 있기 때문이다. 한편, 확산층의 두께 tD와 거리 {tNi+(tD/2)}의 관계에 대해, 확산층 비율의 상한값이 0.80인 것이 바람직하며, 상한값이 0.75인 것이 더욱 바람직하다.
니켈층(135b)은, 우수한 도전성과 만곡부의 플렉시빌리티를 담보하기 위해서는 순니켈이 바람직하지만, 니켈 합금이어도 본 발명의 효과를 훼손하는 일은 없다. 무전해 도금 등에서는 니켈과 인으로 이루어지는 고경도의 치밀한 비정질 도금층이 형성되기 때문에, 순니켈 도금에 비해 높은 내습성과 높은 표면 경도를 얻을 수 있으나, 만곡부 등에서는 표면의 균열이 문제가 되기 때문에 도금층을 두껍게 할 수 없다. 이에 대해 확산 접합한 니켈층은, 압연에 의해 금속 기재층을 소정의 두께로 완전히 덮기 때문에 내식성이 우수하고, 또한 고순도의 니켈층을 접합함으로써 우수한 도전성을 얻을 수 있다.
또한, 니켈 도금한 프린트 배선판용 보강 부재(Ni 도금)와 확산층을 구비한 프린트 배선판용 보강 부재(Ni/SUS/Ni)에 있어서, 판 두께(㎜)에 대한 영률(㎬)의 관계를 구한 결과, 표 1의 측정 결과가 얻어졌다. 한편, 판 두께(㎜)에 대한 영률(㎬)은, 캔틸레버 공진법(JIS Z 2280)으로 구한 공진 주파수에 기초하여 산출한 종(縱)탄성 계수(영률)이다. 여기서, JIS Z 2280에 의해 종탄성 계수(영률)를 구한 이유는, 본래는 횡(橫)진동법으로 영률(㎬)을 측정해야 하지만, 프린트 배선판용 보강 부재의 샘플이 얇으면, 샘플의 휘어짐이 발생하고, 측정 중에 샘플이 요동침으로써 횡진동법으로는 측정할 수 없기 때문에, 캔틸레버 상태로 샘플을 진동시킴으로써 공진 주파수를 구하는 것이 필요하였기 때문이다.
표 1에 있어서, 프린트 배선판용 보강 부재(Ni 도금)는, 판 두께가 0.05 ㎜일 때에 영률이 229.9 ㎬, 판 두께가 0.10 ㎜일 때에 영률이 229.9 ㎬이다. 이에 대해, 프린트 배선판용 보강 부재(Ni/SUS/Ni)는, 판 두께가 0.05 ㎜일 때에 영률이 193.6 ㎬, 판 두께가 0.10 ㎜일 때에 영률이 190.7 ㎬이다. 이 결과, 프린트 배선판용 보강 부재(Ni/SUS/Ni)는, 니켈층이 결정질이기 때문에, 프린트 배선판용 보강 부재(Ni 도금)의 비정질 도금층에 비해 영률이 낮고, 플렉시블 프린트 배선에 접착했을 때 등에는 용이하게 만곡하는 성질을 갖는다.
Figure 112017123105239-pct00001
본 실시형태에 있어서는, 금속 기재층(135a)의 한쪽 면에 니켈층(135b)이 확산 접합된 경우에 대해 설명하고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 금속 기재층(135a)의 한쪽 면 및 다른쪽 면에 니켈층(135b·135c)이 확산 접합되어 있어도 좋다. 금속 기재층(135a)의 양면에 니켈층(135b·135c)이 형성된 경우에는, 도전성 접착층(130)을 접착할 때에, 금속 기재층(135a)의 상하를 고려할 필요가 없어지기 때문에, 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 니켈층(135b·135c)은, 표면 상태가 동일해도 좋고, 접촉 대상의 재질 등에 따라 상이해도 좋다. 니켈층(135b·135c)의 표면은, 후술하는 압연 롤의 표면을 가공함으로써, 임의의 요철 형상이나 깊이를 갖는 표면으로 할 수 있다. 이에 의해, 예컨대, 한쪽의 니켈층(135b)에 대해서는, 접촉 대상의 외부 그라운드 부재(151)의 재질이나 형상 등에 적합한 표면 상태로 하고, 니켈층(135c)에 대해서는, 접촉 대상이 되는 도전성 접착층(130)의 재질 등에 적합한 표면 상태로 할 수 있다.
니켈층(135b·135c)의 표면 상태를 상세히 설명하면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 후술하는 압연 롤의 롤 표면을 가공함으로써, 표준 거칠기 타입과, 표준 거칠기보다 큰 거칠기의 덜 타입(dull type)과, 표준 거칠기보다 작은 거칠기의 브라이트 타입(bright type)의 3종류 등의 복수 종류의 거칠기에서 적절히 선택할 수 있다.
한편, 도 4a는 주사형 현미경을 이용하여 니켈층의 표면을 배율 3000배로 관찰했을 때의 표면 상태를 도시한 도면이다. 즉, 기재(SUS304H)에 2 ㎛의 층 두께로 니켈 도금을 실시한 "Ni 도금-SUS"와, 기재(SUS301-3/4H)에 2 ㎛의 층 두께로 니켈박을 표준 거칠기의 압연 롤로 확산 접합한 "클래드 Ni-SUS"와, 기재(SUS304)에 2 ㎛의 층 두께로 니켈박을 덜(dull) 거칠기의 압연 롤로 확산 접합한 "Ni-SUS 덜" 과, 기재(SUS304)에 2 ㎛의 층 두께로 니켈박을 브라이트(bright) 거칠기의 압연 롤로 확산 접합한 "Ni-SUS 브라이트"의 표면 상태를 도시하고 있다. 이와 같이, 확산 접합에 의해 니켈층(135b·135c)을 형성한 경우에는, 압연 롤에 의해 원하는 표면 상태로 할 수 있다.
도 4b는 도면 중의 (A)와 (B)를 180° 밀착 굽힘 변형했을 때의 굽힘 꼭대기부를 주사 전자 현미경으로 관찰한 결과를 도시한 도면이다. "Ni 도금-SUS"에서는 도금 표면에 무수한 균열이 관찰되는데 반해, 니켈층을 확산 접합한 "클래드 Ni-SUS"에서는 균열은 전혀 관찰되지 않고, 니켈층은 금속 기재층의 변형에 추종하여 변형하였다. 또한 니켈 원소의 EDS 분석 결과로부터 니켈층이 깨지지 않고 기재 표면을 덮고 있으며, 이에 의해, 만곡부 등에서도 우수한 도전성과 내식성을 담보할 수 있는 것을 확인하였다.
도 5 및 도 6은 도 4b 중의 (A)와 (B)의 단면에 대해, 금속 기재층과 니켈층을 원소 맵핑한 결과의 도면이다. "Ni 도금-SUS"에서는 니켈층과 스테인리스층의 계면에는 양 층으로부터의 시그널의 간섭은 보여지지만, 상호 원자가 확산된 영역은 관찰되지 않는다. 이에 대해 니켈층을 확산 접합한 "클래드 Ni-SUS"에서는, 명료한 확산층이 형성되어 있고, 이 층의 존재가 금속 기재층과 니켈층의 밀착성을 높이고 있다.
보강 부재(135)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 금속 기재가 스테인리스인 경우, 이하의 압연법에 의해 제조할 수 있다. 압연법으로 제조하는 경우에는, 미리 금속 기재가 되는 스테인리스의 슬래브의 양면에 소정의 두께의 Ni판을 접합시켜 주위를 용접하고, 그 계면이 진공 상태가 되도록 진공화한 조립 슬래브를, 1100℃ 이상으로 가열한 후 열간 압연에 의해 2.0 ㎜ 이하로 한 열연 강대(鋼帶)를 사용한다. 상기 열연 강대를 소둔(燒鈍) 산세정 후, 냉간 압연에 의해 소정의 중간 두께로 한 후, 재차 900℃ 이상에서 광휘 소둔을 행하고 또한 냉간 압연을 행하여 소정의 두께로 마무리한다. Ni/SUS/Ni의 3층 구조를 갖는 열연 강대의 제조법에 관해서는 특별히 한정하는 것은 아니지만, Ni, SUS, Ni의 코일을 중첩 압연한 후에 확산 소둔하는 방법이어도 상관없다.
(프린트 배선판용 보강 부재(135): 도전성 접착층(130))
상기한 바와 같이 구성된 보강 부재(135)는 도전성 접착층(130)을 구비하여도 좋다. 도전성 접착층(130)은 금속 기재층(135a)의 하면측에 배치되어 있다. 구체적으로는, 도전성 접착층(130)이 금속 기재층(135a)의 하면에 적층되어 있다. 이에 의해, 보강 부재(135)는 도전성 접착층(130)을 구비함으로써, 보강 부재(135)를 플렉시블 프린트 배선판 본체(110)에 부착할 때에, 보강 부재(135)에 도전성 접착층(130)을 부착하는 공정을 생략할 수 있기 때문에, 플렉시블 프린트 배선판(1)의 그라운드용 배선 패턴(115)에 대해 용이하게 도통 상태로 접합하는 것이 가능하게 되어 있다.
도전성 접착층(130)은 등방 도전성 및 이방 도전성 중 어느 하나의 접착제에 의해 형성되어 있다. 등방 도전성 접착제는 종래의 땜납과 동일한 전기적 성질을 갖는다. 따라서, 등방 도전성 접착제로 도전성 접착층(130)이 형성되어 있는 경우에는, 두께 방향 및 폭 방향, 길이 방향으로 이루어지는 삼차원의 전방향으로 전기적인 도전 상태를 확보할 수 있다. 한편, 이방 도전성 접착제로 도전성 접착층(130)이 형성되어 있는 경우에는, 두께 방향으로 이루어지는 이차원의 방향으로만 전기적인 도전 상태를 확보할 수 있다. 한편, 도전성 접착층(130)은 연자성 재료를 주성분으로 하는 도전성 입자와 접착제를 혼합한 도전성 접착제에 의해 형성되어 있어도 좋다.
도전성 접착층(130)에 포함되는 접착제는, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지, 열가소성 엘라스토머계 수지, 고무계 수지, 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지 등을 들 수 있다. 한편, 접착제는, 상기 수지의 단체(單體)여도 혼합체여도 좋다. 또한, 접착제는 점착성 부여제를 더 포함하고 있어도 좋다. 점착성 부여제로서는, 지방산 탄화수소 수지, C5/C9 혼합 수지, 로진, 로진 유도체, 테르펜 수지, 방향족계 탄화수소 수지, 열반응성 수지 등을 들 수 있다.
한편, 본 실시형태에 있어서는, 도전성 접착층(130)이 금속 기재층(135a)에 적층되어 있으나, 이것에 한정되는 일은 없다. 즉, 도전성 접착층(130)은 니켈층(135c)을 통해 적층되어 있어도 좋다. 또한, 보강 부재(135)는 도전성 접착층(130)을 필요에 따라 구비하면 된다. 즉, 보강 부재(135)는 금속 기재층(135a)과 니켈층(135b)을 가진 구성으로 되어 있어도 좋고, 금속 기재층(135a)과 니켈층(135b)과 도전성 접착층(130)을 가진 구성으로 되어 있어도 좋다.
(프린트 기판(10)의 제조 방법: 보강 부재(135)의 제조)
먼저, 금속 기재층(135a)이 되는 스테인리스 등으로 이루어지는 소정 두께 및 소정 폭의 금속 박판이 준비된다. 또한, 니켈층(135b)이 되는 니켈로 이루어지는 소정 두께 및 소정 폭의 니켈 박판이 준비된다. 이 후, 금속 박판과 니켈 박판이 밀착되고, 진공이나 불활성 가스 등의 분위기 속에서 가열 및 가압된다.
가열 온도는 스테인리스 및 니켈의 융점 이하의 온도 조건으로 되고, 가압력은 소성 변형을 발생시키지 않을 정도로 된다. 이 결과, 금속 기재층(135a)에 니켈층(135b)이 확산 접합된 보강 부재(135)의 집합체가 형성된다. 이 후, 보강 부재(135)의 집합체의 하방면에 미경화의 도전성 접착층(130)이 접착 또는 코팅된다. 이에 의해, 도전성 접착층(130)을 구비한 보강 부재(135)의 집합체가 형성된다.
다음으로, 보강 부재(135)의 집합체로 이루어지는 1장 판이 세로 방향 및 가로 방향으로 각각 소정의 치수로 절단 가공되거나, 혹은, 펀칭 가공됨으로써, 복수 개의 보강 부재(135)가 제작된다. 이때, 금속 기재층(135a)과 니켈층(135b)이 확산 접합에 의한 확산층에 의해 접합되어 있음으로써, 금속 기재층(135a)으로부터 니켈층(135b)이 박리되는 등의 문제점이 발생하기 어렵다. 이에 의해, 절단 가공이나 펀칭 가공의 사이클 타임을 짧게 해도, 높은 수율을 유지하는 것이 가능하다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 금속 기재층(135a)의 양면에 니켈층(135b·135c)이 확산 접합되고, 니켈층(135c)의 표면 상태가 도전성 접착층(130)의 밀착성을 높게 하는 형상으로 설정된 경우에는, 도전성 접착층(130)이 니켈층(135c)으로부터 박리되는 등의 문제점도 발생하기 어렵게 할 수 있다.
(프린트 기판(10)의 제조 방법: 보강 부재(135)의 부착)
다음으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 도전성 접착층(130)이 구멍부(160)에 대향하도록, 보강 부재(135)가 프린트 배선판 본체(110) 상에 배치된다. 그리고, 제1 온도(예컨대 120℃)의 2장의 가열판을 이용하여 보강 부재(135)와 프린트 배선판 본체(110)를 상하 방향으로부터 끼워 넣고, 제1 압력(0.5 ㎫)으로 제1 시간(예컨대 5초간) 압박한다. 이에 의해, 보강 부재(135)가 프린트 배선판 본체(110)에 임시 고정된다.
다음으로, 2장의 가열판이 임시 고정 시보다 고온의 제2 온도(170℃)로 가열된다. 그리고, 제2 온도의 가열판을 이용하여 보강 부재(135)와 프린트 배선판 본체(110)를 상하 방향으로부터 끼우고 제2 압력(3 ㎫)으로 제2 시간(예컨대 30분) 가압한다. 이에 의해, 구멍부(160) 내에 도전성 접착층(130)을 충전시킨 상태로, 보강 부재(135)를 프린트 배선판 본체(110)에 고정적으로 부착할 수 있다.
보강 부재(135)를 프린트 배선판 본체(110)에 부착할 때에 열처리를 실시하기 때문에, 보강 부재(135)가 스테인리스인 경우, 보강 부재(135)의 표면에 강고한 산화 피막이 형성되어 전기 저항이 높아진다. 그러나, 본 실시형태에서는, 보강 부재(135)의 금속 기재층(135a)의 표면에 니켈층(135b)이 형성되어 있기 때문에, 프린트 배선판(1)의 제조 공정에서의 열처리를 원인으로 한 산화 피막의 형성을 방지할 수 있다.
이상의 상세한 설명에서는, 본 발명을 보다 용이하게 이해할 수 있도록, 특징적 부분을 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이상의 상세한 설명에 기재하는 실시형태에 한정되지 않고, 그 외의 실시형태에도 적용할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 이용한 용어 및 어법은, 본 발명을 정확하게 설명하기 위해서 이용한 것이며, 본 발명의 해석을 제한하기 위해서 이용한 것이 아니다. 또한, 당업자라면, 본 명세서에 기재된 발명의 개념으로부터, 본 발명의 개념에 포함되는 다른 구성, 시스템, 방법 등을 추고(推考)하는 것은 용이하다고 생각된다. 따라서, 청구범위의 기재는, 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 균등한 구성을 포함하는 것으로 간주되어야 한다. 또한, 본 발명의 목적 및 본 발명의 효과를 충분히 이해하기 위해서, 이미 개시되어 있는 문헌 등을 충분히 참작하는 것이 요망된다.
예컨대, 본 실시형태에 있어서의 프린트 배선판(1)은 절연 필름(111) 상에 필름을 구비하여도 좋다. 필름은, 절연 필름(111) 상에 설치된 도전재와, 이 도전재에 접촉 상태로 접착된 도전층과, 도전층 상에 형성된 절연층을 갖는다. 필름은 도전층을 가짐으로써, 전자파를 실드하는 기능을 구비하게 된다.
실시예
확산 접합에 의해 니켈층을 형성한 보강 부재(프린트 배선판용 보강 부재)와, 도금에 의해 니켈층을 형성한 보강 부재(프린트 배선판용 보강 부재)의 굽힘 가공성, 계면 밀착성 및 접촉 저항값을 비교하기 위해서, 하기의 방법에 의해 시험편을 제작하였다.
(확산 접합에 의한 보강 부재의 제작)
순(純) Ni층 두께 tNi 및 확산층 두께 tD가 표 2에 나타낸 값이 되도록, 두께 150 ㎜의 스테인리스판(SUS304)에 두께 1 ㎜의 니켈판을 클래드 압연함으로써, 확산층을 갖는 보강 부재를 제작하였다.
구체적으로는, 1.6 ㎛의 순Ni층 두께 tNi 및 1.6 ㎛의 확산층 두께 tD의 보강 부재를 실시예 1로 하고, 1.1 ㎛의 순Ni층 두께 tNi 및 1.8 ㎛의 확산층 두께 tD의 보강 부재를 실시예 2로 하며, 2.2 ㎛의 순Ni층 두께 tNi 및 2.2 ㎛의 확산층 두께 tD의 보강 부재를 실시예 3으로 하고, 1.2 ㎛의 순Ni층 두께 tNi 및 2.2 ㎛의 확산층 두께 tD의 보강 부재를 실시예 4로 하며, 1.7 ㎛의 순Ni층 두께 tNi 및 3.2 ㎛의 확산층 두께 tD의 보강 부재를 실시예 5로 하고, 0.9 ㎛의 순Ni층 두께 tNi 및 3.0 ㎛의 확산층 두께 tD의 보강 부재를 실시예 6으로 하며, 0.7 ㎛의 순Ni층 두께 tNi 및 4.2 ㎛의 확산층 두께 tD의 보강 부재를 실시예 7로 하고, 0.4 ㎛의 순Ni층 두께 tNi 및 5.0 ㎛의 확산층 두께 tD의 보강 부재를 실시예 8로서 작성하였다.
(도금에 의한 보강 부재의 제작)
니켈 도금층의 두께가 표 2에 나타낸 값이 되도록, 스테인리스판(SUS304)에 대해, 술파민산 니켈욕(浴)을 사용하여 도금 처리를 행함으로써, 니켈 도금층을 갖는 보강 부재를 제작하였다. 구체적으로는, 2.1 ㎛의 순Ni층 두께 tNi의 보강 부재를 비교예 1로 하고, 3.5 ㎛의 순Ni층 두께 tNi의 보강 부재를 비교예 2로 하며, 1.9 ㎛의 순Ni층 두께 tNi의 보강 부재를 비교예 3으로 하고, 2.4 ㎛의 순Ni층 두께 tNi의 보강 부재를 비교예 4로서 작성하였다.
(굽힘 가공성)
확산 접합에 의해 니켈층을 형성한 보강 부재와, 도금에 의해 니켈층을 형성한 보강 부재의 굽힘 가공성을 비교함으로써, 접합 강도의 비교 결과로 하였다. 그 이유는, 도 5에 도시된 바와 같이, 니켈층을 금속 기재층에 확산 접합한 경우에는 양 층이 확산층을 통해 강고하게 결합하여 계면이 존재하지 않아, 금속 기재층과 니켈층 사이에서 박리가 발생하지 않기 때문이다. 그래서, 금속 기재층과 니켈층을 동시에 소성 변형시키고, 양 층의 변형 상태를 관찰함으로써 접합 강도의 양부(良否)를 판정하였다. 구체적으로는, 이하의 시험 방법에 의해 평가하였다.
(굽힘 가공성: 시험 방법)
실시예 1∼8 및 비교예 1∼4의 보강 부재에 대해, 길이: 50 ㎜, 폭: 20 ㎜의 샘플을 각각 채취하고, 길이 방향으로 압축하여 U자형으로 구부린 후, 내면측이 밀착할 때까지 180° 구부렸다. 한편, 실시예 1∼8에 대해서는, 금속 기재의 압연 방향을 샘플의 길이 방향으로 하였다. 그 후, 주사 전자 현미경으로 굽힘부의 꼭대기부의 파괴 상태 및 니켈층의 계면 박리의 유무를 관찰함으로써 니켈층의 상태를 측정하였다. 한편, 측정 결과는, 도 4b의 (A)와 같이 계면 박리가 있으면 『×』로 하고, 도 4b의 (B)와 같이 계면 박리가 없으면 『○』로 하였다.
(계면 밀착성)
다음으로, 실시예 1∼8 및 비교예 1∼4의 보강 부재에 대해, 계면 밀착성을 각각 평가하였다. 구체적으로는, 도 11a에 도시된 바와 같이, 각각의 보강 부재를 JIS 13-B 시험편으로 가공하고, 인장 시험기(인스트론사 제조, 5569A)로 인장 속도 10 ㎜/min의 조건으로 인장 시험을 하며, 시험편이 파단될 때까지 인장하였다. 파단된 시험편의 파단부 부근의 표면을 EDS(energy dispersive X-ray spectrometer)로 관찰하여, 계면 밀착성을 평가하였다. 한편, 도 11b에 도시된 바와 같이, 평가 결과는, 기재인 Fe가 검출되지 않은 경우를 『○』, 약간 검출된 경우를 『△』, 명료하게 검출된 경우를 『×』로 하였다.
(접촉 저항값)
다음으로, 실시예 1∼8 및 비교예 1∼4의 보강 부재에 대해, 접촉 저항값(mΩ)을 각각 측정하였다. 구체적으로는, 가부시키가이샤 야마사키 세이키 겐큐쇼사 제조 「하중 변동식 접촉 저항 측정기」를 이용하여, 하중을 0.5 N으로 고정하고, 도 12에서 도시된 바와 같이 보강 부재와 베이스층 사이의 전기 저항값을 측정하였다.
(굽힘 가공성, 계면 밀착성, 접촉 저항값: 시험 결과)
표 2에 나타낸 바와 같이, 굽힘 가공성에 대해, 실시예 1∼7이 『○』, 실시예 8 및 비교예 1∼4가 『×』였다. 계면 밀착성에 대해, 실시예 1∼3이 『△』, 실시예 4∼8이 『○』, 비교예 1∼4가 『×』였다. 접촉 저항값에 대해, 실시예 1이 5.9 mΩ, 실시예 2가 6.1 mΩ, 실시예 3이 5.6 mΩ, 실시예 4가 6 mΩ, 실시예 5가 5.6 mΩ, 실시예 6이 6 mΩ, 실시예 7이 5.8 mΩ, 실시예 8이 6.7 mΩ, 비교예 1이 7.1 mΩ, 비교예 2가 7.2 mΩ, 비교예 3이 7.2 mΩ, 비교예 4가 6.9 mΩ이었다.
Figure 112017123105239-pct00002
이에 의해, 실시예 1∼3의 계면 밀착성이 『△』 및 실시예 4∼8의 계면 밀착성이 『○』인데 반해, 비교예 1∼4의 계면 밀착성이 『×』이기 때문에, 확산 접합된 보강 부재(실시예 1∼8)는, 도금 접합된 보강 부재(비교예 1∼4)에 대해 계면 밀착성이 우수한 것이 명백해졌다. 한편, 시험편을 작성하는 것이 기술적이나 시간적, 경제적으로 곤란했기 때문에, 확산층의 두께가 1.6 ㎛∼5 ㎛(확산층 비율이 0.33∼0.86)의 범위 외에 있는 보강 부재를 작성할 수 없었으나, 이 범위 외의 보강 부재에 있어서도 동일한 시험 결과를 얻는 것은 시험 결과에 기초하여 용이하게 추측할 수 있다.
또한, 실시예 1∼3의 계면 밀착성이 『△』인데 반해, 실시예 4∼8의 계면 밀착성이 『○』이기 때문에, 확산 접합된 보강 부재(실시예 1∼8) 중에서도, 실시예 4∼8의 계면 밀착성이 우수한 것이 명백해졌다. 이에 의해, 확산층의 두께가 2.2 ㎛∼5 ㎛(확산층 비율이 0.48∼0.86)인 보강 부재가 양호한 계면 밀착성을 얻는 점에서, 보다 바람직한 것이 명백해졌다.
또한, 접촉 저항값에 대해, 실시예 1∼8이 5.6 mΩ∼6.7 mΩ의 범위를 나타내고, 비교예 1∼4가 6.9 mΩ∼7.2 mΩ을 나타내기 때문에, 확산 접합된 보강 부재(실시예 1∼8)는, 도금 접합된 보강 부재(비교예 1∼4)에 대해 접촉 저항값이 작은 것이 명백해졌다. 한편, 시험편을 작성하는 것이 기술적이나 시간적, 경제적으로 곤란했기 때문에, 확산층의 두께가 1.6 ㎛∼5 ㎛(확산층 비율이 0.33∼0.86)의 범위 외에 있는 보강 부재를 작성할 수 없었으나, 이 범위 외의 보강 부재에 있어서도 동일한 시험 결과를 얻는 것은 시험 결과에 기초하여 용이하게 추측할 수 있다.
또한, 실시예 1∼7의 굽힘 가공성이 『○』, 실시예 8 및 비교예 1∼4의 굽힘 가공성이 『×』이기 때문에, 굽힘 가공성 및 계면 밀착성의 점에서는, 확산층의 두께가 1.6 ㎛∼4.2 ㎛(확산층 비율이 0.33∼0.75)인 보강 부재가 양호한 굽힘 가공성을 얻는 점에서 바람직한 것이 명백해졌다. 한편, 시험편을 작성하는 것이 기술적이나 시간적, 경제적으로 곤란했기 때문에, 확산층의 두께가 1.6 ㎛(확산층 비율이 0.33) 미만이 되는 보강 부재를 작성할 수 없었으나, 이 수치 미만의 보강 부재에 있어서도 동일한 시험 결과를 얻는 것은 시험 결과에 기초하여 용이하게 추측할 수 있다.
이상의 3종류의 시험 결과로부터, 확산 접합된 보강 부재는, 니켈 도금된 보강 부재보다도, 밀착 굽힘 시의 내(耐)표면 균열성, 계면 밀착성 및 접촉 저항값이 우수하기 때문에, 그라운드 효과 및 보강 기능을 장기간에 걸쳐 높은 신뢰성으로 유지할 수 있다.
구체적으로는, 도 10에 도시된 층 구성으로부터, 확산 접합된 보강 부재에 있어서의 확산층의 두께 tD는 5 ㎛ 이하[확산층 비율 (tD/2)/{tNi+(tD/2)}≤0.80]인 것이 바람직하다. 또한, 확산층 비율 (tD/2)/{tNi+(tD/2)}로 표현할 경우, 니켈층의 두께를 tNi라고 하면, 확산 접합된 보강 부재에 있어서의 상기 확산층의 두께 tD와, 확산층의 중심 위치로부터 니켈층의 표층면까지의 거리 {tNi+(tD/2)}의 관계(확산층 비율)는, (tD/2)/{tNi+(tD/2)}≤0.80인 것이 바람직하다.
또한, 확산층의 두께 tD가 2.2 ㎛∼4.2 ㎛(확산층 비율이 0.48∼0.75)인 보강 부재는, 보다 양호한 계면 밀착성을 얻는 점에서, 보다 바람직하다. 또한, 확산층 비율 (tD/2)/{tNi+(tD/2)}로 표현하면, 0.48≤(tD/2)/{tNi+(tD/2)}≤0.86인 보강 부재는, 보다 양호한 계면 밀착성을 얻는 점에서, 보다 바람직하다.
또한, 확산층의 두께 tD가 4.2 ㎛ 이하인 보강 부재는, 계면 밀착성 및 접촉 저항값에 더하여, 양호한 굽힘 가공성을 얻는 점에서, 한층 더 바람직하다. 즉, 확산층의 두께 tD가 2.2 ㎛∼4.2 ㎛가 되는 보강 부재는, 양호한 굽힘 가공성, 접촉 저항값 및 계면 밀착성을 얻는 점에서, 한층 더 바람직하다. 또한, 확산층 비율 (tD/2)/{tNi+(tD/2)}로 표현하면, (tD/2)/{tNi+(tD/2)}≤0.75인 보강 부재는, 계면 밀착성 및 접촉 저항값에 더하여, 양호한 굽힘 가공성을 얻는 점에서, 한층 더 바람직하다. 즉, 0.48≤(tD/2)/{tNi+(tD/2)}≤0.75인 보강 부재는, 양호한 굽힘 가공성, 접촉 저항값 및 계면 밀착성을 얻는 점에서, 한층 더 바람직하다.
(도전성 접착층(130)의 접합력)
각종의 금속 기재층이나 니켈층에 도전성 접착층(130)을 접합한 각종의 샘플을 제작하였다. 그리고, 환경 시험(온도: 85도, 습도: 85%)에 있어서의 박리 강도를, 초기시, 250시간 경과시, 500시간 경과시, 750시간 경과시, 및 1050시간 경과시에 대해 측정하였다. 한편, 접합력의 측정은, JIS C 6471(1995년)의 기계적 성능 시험·동박의 박리 강도·방법 A(90° 방향 박리) 준거로 행하였다. 측정 결과를 도 7에 도시한다. 측정 결과로부터, 니켈층(135c)의 표면 상태(표준 거칠기 타입, 덜 타입, 브라이트 타입)에 따라 도전성 접착층(130)에 대한 접합력이 상이한 것이 판명되었다.
(도전성 접착층(130)을 구비한 보강 부재(135)의 접속 저항)
각종의 금속 기재층이나 니켈층에 도전성 접착층(130)을 접합한 각종의 샘플을 제작하였다. 그리고, 보강 부재(135)와 그라운드용 배선 패턴(115)의 접속 저항을, 초기시, 리플로우후, 환경 시험(온도: 85도, 습도: 85%)의 250시간 경과시에 대해 측정하였다. 구체적으로는, 가부시키가이샤 야마사키 세이키 겐큐쇼사 제조 「하중 변동식 접촉 저항 측정기」를 이용하여, 하중을 0.5 N으로 고정하고, 도 12에서 도시된 바와 같이, 보강 부재(135)와 베이스층(117) 사이의 전기 저항값을 측정하였다. 측정 결과를 도 8에 도시한다.
(도전성 접착층(130)을 구비한 보강 부재(135)의 접촉 저항)
각종의 금속 기재층이나 니켈층에 도전성 접착층(130)을 접합한 각종의 샘플을 제작하였다. 그리고, 보강 부재(135)의 니켈층(135b)에 있어서의 접촉 저항을, 초기시, 리플로우후, 환경 시험(온도: 85도, 습도: 85%)의 250시간 경과시, 500시간 경과시, 750시간 경과시에 대해 측정하였다. 한편, 접촉 저항의 측정에는, 가부시키가이샤 야마사키 세이키 겐큐쇼사 제조 「하중 변동식 접촉 저항 측정기」를 이용하여, 하중을 0.5 N으로 고정하고, 보강 부재의 양면의 표면 전기 저항값을 측정하였다. 측정 결과를 도 9에 도시한다.
본 국제 출원은, 2015년 6월 2일에 출원된 일본 특허 출원인 특허 출원 제 2015-112296호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허 출원인 특허 출원 제2015-112296호의 모든 내용은 본 국제 출원에 원용된다.
본 발명의 특정한 실시형태에 대한 상기 설명은 예시를 목적으로 하여 제시된 것이다. 이들은 망라적이거나, 기재한 형태 그대로 본 발명을 제한하거나 하는 것을 의도한 것이 아니다. 수많은 변형이나 변경이 상기한 기재 내용에 비추어 가능한 것은 당업자에게 자명하다.
1: 프린트 배선판 10: 프린트 기판
110: 프린트 배선판 본체 111: 절연 필름
112: 베이스 부재 113: 접착제층
115: 그라운드용 배선 패턴 130: 도전성 접착층
135: 프린트 배선판용 보강 부재 135a: 금속 기재층
135b·135c: 니켈층 160: 구멍부

Claims (12)

  1. 그라운드용 배선 패턴을 구비한 베이스 부재와,
    상기 그라운드용 배선 패턴에 도통(導通) 상태로 접합된 프린트 배선판용 보강 부재
    를 갖고,
    상기 프린트 배선판용 보강 부재는,
    금속 기재층과,
    적어도 상기 그라운드용 배선 패턴에 접합되는 측과는 반대측의 상기 금속 기재층의 표면에 확산층에 의해 접합된 니켈층
    을 구비하며,
    상기 니켈층의 두께를 tNi라고 하면, 상기 확산층의 두께 tD와, 상기 확산층의 중심 위치로부터 상기 니켈층의 표층면까지의 거리 {tNi+(tD/2)}의 관계는,
    0.48≤(tD/2)/{tNi+(tD/2)}≤0.75인 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 확산층의 두께는 5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 기재층은 스테인리스제, 알루미늄제 및 알루미늄 합금제 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
  4. 프린트 배선판에 있어서의 그라운드용 배선 패턴에 대향 배치되고, 대향하는 한쪽 면이 상기 그라운드용 배선 패턴에 도통 상태로 접합되며, 다른쪽 면이 그라운드 전위의 외부 그라운드 부재에 도통되는 프린트 배선판용 보강 부재에 있어서,
    금속 기재층과,
    상기 금속 기재층의 적어도 한쪽 면에 확산층에 의해 접합된 니켈층
    을 구비하며,
    상기 니켈층의 두께를 tNi라고 하면, 상기 확산층의 두께 tD와, 상기 확산층의 중심 위치로부터 상기 니켈층의 표층면까지의 거리 {tNi+(tD/2)}의 관계는,
    0.48≤(tD/2)/{tNi+(tD/2)}≤0.75인 것을 특징으로 하는 프린트 배선판용 보강 부재.
  5. 제4항에 있어서, 상기 확산층의 두께는 5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 프린트 배선판용 보강 부재.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 금속 기재층은 스테인리스제, 알루미늄제 및 알루미늄 합금제 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 프린트 배선판용 보강 부재.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 금속 기재층의 한쪽 면측에 형성된 도전성 접착층을 구비한 것을 특징으로 하는 프린트 배선판용 보강 부재.
  8. 그라운드용 배선 패턴을 적어도 한쪽 면에 구비한 베이스 부재와,
    상기 그라운드용 배선 패턴에 대향 배치되어 있고, 적어도 상기 그라운드용 배선 패턴측과는 반대측의 금속 기재층의 표면에 확산층에 의해 접합된 니켈층이 형성된 프린트 배선판용 보강 부재와,
    상기 베이스 부재의 상기 그라운드용 배선 패턴과 상기 프린트 배선판용 보강 부재를 도통 상태로 접합하는 도전성 접착층과,
    상기 베이스 부재의 다른쪽 면에 있어서의 상기 프린트 배선판용 보강 부재에 대응하는 위치에 배치된 전자 부품
    을 갖고,
    상기 니켈층의 두께를 tNi라고 하면, 상기 확산층의 두께 tD와, 상기 확산층의 중심 위치로부터 상기 니켈층의 표층면까지의 거리 {tNi+(tD/2)}의 관계는,
    0.48≤(tD/2)/{tNi+(tD/2)}≤0.75인 것을 특징으로 하는 프린트 기판.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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