KR20180111809A - 수지 피복 금속박, 플렉서블 프린트 배선판 - Google Patents

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KR20180111809A
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KR
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resin layer
layer
insulating layer
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요스케 이시카와
요시아키 에사키
다카요시 오제키
쥰 도치히라
류 하라다
Original Assignee
파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤
가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼
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Abstract

본 발명의 과제는, 밀착성, 굴곡성, 내열성, 회로 충전성을 양호하게 유지하면서, 성형 시에 있어서의 수지의 유동성이 낮고, 누출을 억제할 수 있는 수지 피복 금속박(30)을 제공하는 것이다. 금속박(50)에 제 1 절연층(21) 및 제 2 절연층(22)이 이 순서로 형성되어 있다. 제 1 절연층(21)은, 폴리이미드 수지층(9), 폴리아미드이미드 수지층(8), 액정 폴리머 수지층(4), 불소 수지층(5) 또는 폴리페닐렌에테르 수지층(6)으로 형성되어 있다. 제 2 절연층(22)은, 반경화 상태의 폴리올레핀 수지층(3)으로 형성되어 있다. 폴리올레핀 수지층(3)이, 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머와, 성분 (B) 열경화성 수지를 포함한다. 폴리올레핀 수지층(3) 전체에서 차지하는 상기 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머의 비율이 50~95질량%이다.

Description

수지 피복 금속박, 플렉서블 프린트 배선판
본 발명은, 수지 피복 금속박, 플렉서블 프린트 배선판에 관한 것이고, 특히 플렉서블 프린트 배선판 등의 프린트 배선판의 제조에 이용되는 수지 피복 금속박, 각종 전자 기기에 이용되는 플렉서블 프린트 배선판에 관한 것이다.
소형ㆍ박형의 전자 기기에는 많은 플렉서블 프린트 배선판이 사용되고 있지만, 최근에는 한층 더한 고밀도화ㆍ박형화의 요구로부터 플렉서블 프린트 배선판에도 다층화의 필요성이 높아짐과 아울러, 그 요구 품질이 엄격한 것으로 되어 있다. 종래, 플렉서블 프린트 배선판의 다층화 재료로서는, 절연층으로서 본딩 시트나 커버레이가 이용되고, 도체층으로서 동박 등의 금속박이 이용되고 있다. 최근, 박형화의 요구를 달성하기 위해, 수지 피복 금속박이 제안되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
한편, 다층 프린트 기판의 제법으로서는, 구멍이 뚫린 기판과, 구리 패턴이 형성된 프린트 기판의 사이에, 구멍이 뚫린 기판의 구멍과 대응하는 구멍을 갖는 필름 형상 접착제를 끼우고, 가열 가압하여 적층 성형하는 제법이 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 2 참조). 이 제법에서는, 구멍으로 접착제가 누출되지 않도록 하기 위해, 구멍이 뚫린 기판 상에 열가소성 수지 시트를 탑재하고, 가열 가압하여 적층 성형하도록 하고 있다.
상기의 다층 프린트 기판을 박형화하기 위해, 구멍이 뚫린 기판 및 필름 형상 접착제 대신에, 구멍이 뚫린 수지 피복 금속박을 이용하는 것을 생각할 수 있다. 구체적으로는, 구멍이 뚫린 수지 피복 금속박의 수지를 프린트 기판 상에 겹치고, 구멍이 뚫린 수지 피복 금속박의 금속박 상에 열가소성 수지 시트를 탑재하고, 가열 가압하여 적층 성형한다. 이 성형 시에 열가소성 수지 시트가 열변형하여 구멍을 충전하는 것에 의해, 구멍이 뚫린 수지 피복 금속박의 수지가 구멍으로 누출되는 것을 억제할 수 있다.
그러나, 프린트 기판의 표면은 구리 패턴이 형성되어 요철로 되어 있기 때문에, 열가소성 수지 시트를 사용하여 가열 가압하는 경우, 프린트 기판의 표면의 요철이 구멍이 뚫린 수지 피복 금속박의 표면에 요철이 되어 나타나는 일이 있다. 이와 같이 금속박의 표면이 요철이 되어 그 평활성이 손상되면, 이 개소에 부품을 고밀도로 실장하는 것이 곤란해진다.
그래서, 열가소성 수지 시트를 사용하지 않고, 구멍이 뚫린 수지 피복 금속박의 수지로서 유동성이 높은 것을 이용하는 것이 검토되고 있다. 이 경우, 성형 시에 수지가 유동하기 쉬워지고, 프린트 기판의 표면의 요철이 평탄화되어, 그 위의 금속박의 표면의 평활성이 확보된다. 또한 밀착성, 굴곡성, 내열성, 회로 충전성도 양호하다. 그러나, 구멍이 뚫린 수지 피복 금속박의 수지의 유동성이 높기 때문에, 이 수지가 구멍으로 누출되어 버린다고 하는 문제가 있었다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
(특허 문헌 1) 국제 공개 제 2009/145224호
(특허 문헌 2) 일본 특허 공개 평 5-191046호 공보
본 발명의 목적은, 밀착성, 굴곡성, 내열성, 회로 충전성을 양호하게 유지하면서, 성형 시에 있어서의 수지의 유동성이 낮고, 누출을 억제할 수 있는 수지 피복 금속박, 플렉서블 프린트 배선판을 제공하는 것이다.
본 발명과 관련되는 일 태양의 수지 피복 금속박은, 금속박에 제 1 절연층 및 제 2 절연층이 이 순서로 형성된 수지 피복 금속박으로서, 상기 제 1 절연층은, 폴리이미드 수지층, 폴리아미드이미드 수지층, 액정 폴리머 수지층, 불소 수지층 또는 폴리페닐렌에테르 수지층으로 형성되고, 상기 제 2 절연층은, 반경화 상태의 폴리올레핀 수지층으로 형성되고, 상기 폴리올레핀 수지층은, 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머와, 성분 (B) 열경화성 수지를 포함하고, 상기 폴리올레핀 수지층 전체에서 차지하는 상기 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머의 비율이 50~95질량%이다.
도 1(a)~도 1(f)는 본 발명의 실시의 형태와 관련되는 수지 피복 금속박의 복수의 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태와 관련되는 플렉서블 프린트 배선판을 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시의 형태와 관련되는 플렉서블 프린트 배선판의 제조 공정을 나타내는 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 설명한다.
<수지 피복 금속박>
본 실시 형태의 수지 피복 금속박(30)에 대하여 설명한다. 수지 피복 금속박(30)은, 후술하는 플렉서블 프린트 배선판(40)의 재료로서 이용할 수 있다. 도 1(a)~도 1(f)에 수지 피복 금속박(30)의 구체적인 예를 나타낸다. 수지 피복 금속박(30)은, 금속박(50)에 제 1 절연층(21) 및 제 2 절연층(22)이 이 순서로 형성되어 있다.
제 1 절연층(21)은, 폴리이미드 수지층(9), 폴리아미드이미드 수지층(8), 액정 폴리머 수지층(4), 불소 수지층(5) 또는 폴리페닐렌에테르 수지층(6)으로 형성되어 있다. 제 1 절연층(21)은, 열경화성 수지 및 열가소성 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 1(a)에 나타내는 수지 피복 금속박(30)에서는, 제 1 절연층(21)은, 폴리이미드 수지층(9)으로 형성되어 있다. 폴리이미드 수지층(9)은, 폴리이미드 수지를 주성분으로서 함유하는 폴리이미드 수지 조성물로 형성되어 있다. 이 폴리이미드 수지 조성물에는, 예컨대, 폴리에테르이미드 수지, 폴리에테르설폰 수지가 함유되어 있더라도 좋다.
도 1(b)에 나타내는 수지 피복 금속박(30)에서는, 제 1 절연층(21)은, 폴리아미드이미드 수지층(8)으로 형성되어 있다. 폴리아미드이미드 수지층(8)은, 폴리아미드이미드 수지를 주성분으로서 함유하는 폴리아미드이미드 수지 조성물로 형성되어 있다. 이 폴리아미드이미드 수지 조성물에는, 예컨대, 폴리에테르이미드 수지, 폴리에테르설폰 수지가 함유되어 있더라도 좋다.
도 1(c)에 나타내는 수지 피복 금속박(30)에서는, 제 1 절연층(21)은, 액정 폴리머 수지층(4)으로 형성되어 있다. 액정 폴리머 수지층(4)은, 액정 폴리머 수지를 주성분으로서 함유하는 액정 폴리머 수지 조성물로 형성되어 있다. 액정 폴리머 수지는, 파라하이드록시벤조산과 다양한 성분(예컨대 6-하이드록시-2-나프토산)이 직쇄상으로 에스테르 결합한 구조를 갖고 있다.
도 1(d)에 나타내는 수지 피복 금속박(30)에서는, 제 1 절연층(21)은, 불소 수지층(5)으로 형성되어 있다. 불소 수지층(5)은, 불소 수지를 주성분으로서 함유하는 불소 수지 조성물로 형성되어 있다. 불소 수지는, 불소를 포함하는 올레핀을 중합하여 얻어지는 합성 수지이다. 불소 수지의 구체적인 예로서, 폴리테트라플루오로에틸렌을 들 수 있다.
도 1(e)에 나타내는 수지 피복 금속박(30)에서는, 제 1 절연층(21)은, 폴리페닐렌에테르 수지층(6)으로 형성되어 있다. 폴리페닐렌에테르 수지층(6)은, 폴리페닐렌에테르 수지를 주성분으로서 함유하는 폴리페닐렌에테르 수지 조성물로 형성되어 있다. 폴리페닐렌에테르 수지는, 2,6-다이메틸페닐렌옥사이드의 중합체이다. 폴리페닐렌에테르 수지에는, 변성 폴리페닐렌에테르 수지가 포함된다. 변성 폴리페닐렌에테르 수지는, 폴리페닐렌에테르 수지와 폴리스티렌 수지 등의 다른 수지와의 폴리머 알로이이다. 변성 폴리페닐렌에테르 수지는, 성형 유동성이 우수하다.
도 1(f)에 나타내는 수지 피복 금속박(30)에서는, 제 1 절연층(21)이, 도공층(coated layer)(211)과 필름층(212)으로 구성되어 있다. 도공층(211) 및 필름층(212)의 각각은, 폴리이미드 수지층(9), 폴리아미드이미드 수지층(8), 액정 폴리머 수지층(4), 불소 수지층(5) 또는 폴리페닐렌에테르 수지층(6)으로 형성되어 있다. 즉, 도 1(f)에 나타내는 수지 피복 금속박(30)의 제 1 절연층(21)은, 폴리이미드 수지층(9), 폴리아미드이미드 수지층(8), 액정 폴리머 수지층(4), 불소 수지층(5) 및 폴리페닐렌에테르 수지층(6)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 2층으로 형성되어 있다. 제 1 절연층(21)을 구성하는 도공층(211) 및 필름층(212)의 2층은, 동일한 수지층이더라도 상이한 수지층이더라도 좋다.
이와 같이, 도 1(a)~도 1(f)의 어느 경우도, 제 1 절연층(21)이 특히 폴리이미드 수지층(9), 폴리아미드이미드 수지층(8), 액정 폴리머 수지층(4), 불소 수지층(5) 또는 폴리페닐렌에테르 수지층(6)으로 형성되어 있는 것에 의해, 수지 피복 금속박(30)의 내열성 및 치수 안정성을 높일 수 있다. 이 수지 피복 금속박(30)을 재료로 하여 제조된 플렉서블 프린트 배선판(40)의 내열성 및 치수 안정성도 높일 수 있다. 또, 제 1 절연층(21)은, 열경화성 수지 및 열가소성 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으므로, 경화 상태이더라도 반경화 상태이더라도 고화 상태이더라도 좋다.
제 2 절연층(22)은, 반경화 상태의 폴리올레핀 수지층(3)으로 형성되어 있다. 반경화 상태란, 경화 반응의 중간 단계의 상태이고, 중간 단계는, 바니시 상태인 A 스테이지와 경화한 상태인 C 스테이지의 사이의 단계이다. 반경화 상태의 폴리올레핀 수지층(3)은, 실온에서 끈적거림이 없을 정도로 경화하고 있고, 더 가열되면 한 번 용융한 후, 완전 경화하여, C 스테이지의 폴리올레핀 수지층(3)이 된다. 폴리올레핀 수지층(3)은, 폴리올레핀 수지를 주성분으로서 함유하는 폴리올레핀 수지 조성물로 형성되어 있다.
폴리올레핀 수지층(3)은, 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머와, 성분 (B) 열경화성 수지를 포함하고, 폴리올레핀 수지층(3) 전체에서 차지하는 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머의 비율이 50~95질량%이다. 이와 같이, 폴리올레핀 수지층(3)이 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머를 많이 포함하는 경우, 성형 시에 있어서의 수지(특히 폴리올레핀 수지 조성물)의 유동성을 낮게 하여, 누출을 억제할 수 있다. 또한 수지 피복 금속박(30) 및 이것을 재료로 하여 제조된 플렉서블 프린트 배선판(40)의 유연성이 커지고, 보다 굴곡성이 높아진다. 폴리올레핀 수지층(3) 전체에서 차지하는 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머의 비율이 50질량% 미만이면, 굴곡성을 충분히 높일 수 없다. 또한 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머는 열팽창 계수가 크기 때문에, 폴리올레핀 수지층(3) 전체에서 차지하는 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머의 비율이 95질량%를 넘으면, 성형 시의 치수 변화가 커지고, 성형 후의 플렉서블 프린트 배선판(40)의 휘어짐이 커진다.
성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머는, 폴리스티렌-폴리(에틸렌/프로필렌) 블록-폴리스티렌 공중합체, 폴리스티렌-폴리(에틸렌-에틸렌/프로필렌) 블록-폴리스티렌 공중합체, 폴리스티렌-폴리(에틸렌/부틸렌) 블록-폴리스티렌 공중합체, 폴리스티렌-폴리이소프렌 블록 공중합체, 수소 첨가 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리부타디엔 블록 공중합체, 폴리스티렌-폴리(부타디엔/부틸렌) 블록-폴리스티렌 공중합체, 에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트-아크릴산메틸 공중합체 및 에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트-아세트산비닐 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
성분 (B) 열경화성 수지는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 비스말레이미드 수지 및 양 말단에 비닐기를 갖는 폴리페닐렌에테르 올리고머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다. 에폭시 수지로서, 예컨대, 다이사이클로펜타다이엔형 에폭시 수지를 들 수 있다.
폴리올레핀 수지층(3)은, 성분 (C) 경화촉진제를 더 포함할 수 있다. 경화촉진제로서, 예컨대, 2-에틸-4-메틸이미다졸을 들 수 있다.
폴리올레핀 수지층(3)은, 성분 (D) 충전재를 더 포함할 수 있다. 충전재로서, 예컨대, 실리카를 들 수 있다.
폴리올레핀 수지층(3)은, 180℃에서 60분간 처리한 후의 저장 탄성률이 25℃~150℃에 있어서 105~108㎩인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 플렉서블 프린트 배선판(40)의 내열 충격성을 높일 수 있고, 리플로 시의 땜납 내열성을 더 높일 수 있다.
다음으로 수지 피복 금속박(30)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 1(a)~도 1(e)에 나타내는 수지 피복 금속박(30)은, 예컨대, 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.
우선 동박 등의 금속박(50)의 표면에, 액상의 폴리이미드 수지 조성물, 액상의 폴리아미드이미드 수지 조성물, 액상의 액정 폴리머 수지 조성물, 액상의 불소 수지 조성물 또는 액상의 폴리페닐렌에테르 수지 조성물을 도공한 후에 가열 건조하여, 폴리이미드 수지층(9), 폴리아미드이미드 수지층(8), 액정 폴리머 수지층(4), 불소 수지층(5) 또는 폴리페닐렌에테르 수지층(6)으로 구성된 제 1 절연층(21)을 형성한다.
다음으로 이 제 1 절연층(21)의 표면에 액상의 폴리올레핀 수지 조성물을 도공한 후에 가열 건조하여, 폴리올레핀 수지층(3)으로 구성된 제 2 절연층(22)을 형성한다. 이와 같이 하여 도 1(a)~도 1(e)에 나타내는 수지 피복 금속박(30)을 제조할 수 있다. 이 수지 피복 금속박(30)에 있어서, 제 1 절연층(21)은, 경화 상태, 반경화 상태 또는 고화 상태이고, 제 2 절연층(22)은, 반경화 상태이다.
도 1(a)~도 1(e)에 나타내는 수지 피복 금속박(30)은, 다음과 같이 하여 제조할 수도 있다.
우선 동박 등의 금속박(50)의 표면에, 필름 형상물로서, 폴리이미드 필름, 폴리아미드이미드 필름, 액정 폴리머 필름, 불소 수지 필름 또는 폴리페닐렌에테르 필름을 압착하여, 폴리이미드 수지층(9), 폴리아미드이미드 수지층(8), 액정 폴리머 수지층(4), 불소 수지층(5) 또는 폴리페닐렌에테르 수지층(6)으로 구성된 제 1 절연층(21)을 형성한다.
다음으로 이 제 1 절연층(21)의 표면에 액상의 폴리올레핀 수지 조성물을 도공한 후에 가열 건조하여, 폴리올레핀 수지층(3)으로 구성된 제 2 절연층(22)을 형성한다. 이와 같이 하여 도 1(a)~도 1(e)에 나타내는 수지 피복 금속박(30)을 제조할 수도 있다. 이 수지 피복 금속박(30)에 있어서, 제 1 절연층(21)은, 경화 상태, 반경화 상태 또는 고화 상태이고, 제 2 절연층(22)은, 반경화 상태이다.
도 1(f)에 나타내는 수지 피복 금속박(30)은, 예컨대, 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.
동박 등의 금속박(50)의 표면에, 액상의 폴리이미드 수지 조성물, 액상의 폴리아미드이미드 수지 조성물, 액상의 액정 폴리머 수지 조성물, 액상의 불소 수지 조성물 또는 액상의 폴리페닐렌에테르 수지 조성물을 도공하여 도공층(211)을 형성한다.
다음으로 이 도공층(211)의 표면에, 폴리이미드 필름, 폴리아미드이미드 필름, 액정 폴리머 필름, 불소 수지 필름 또는 폴리페닐렌에테르 필름을 겹쳐서 필름층(212)을 형성한다.
다음으로 이 필름층(212)의 표면에, 액상의 폴리올레핀 수지 조성물을 도공한 후에 가열 건조한다. 이와 같이 하여 도 1(f)에 나타내는 수지 피복 금속박(30)을 제조할 수 있다. 이 수지 피복 금속박(30)에 있어서, 도공층(211) 및 필름층(212)으로 구성된 제 1 절연층(21)은, 폴리이미드 수지층(9), 폴리아미드이미드 수지층(8), 액정 폴리머 수지층(4), 불소 수지층(5) 또는 폴리페닐렌에테르 수지층(6)이고, 제 2 절연층(22)은 반경화 상태의 폴리올레핀 수지층(3)이다. 제 1 절연층(21)은 경화 상태이더라도 반경화 상태이더라도 고화 상태이더라도 좋다.
<플렉서블 프린트 배선판>
본 실시 형태의 플렉서블 프린트 배선판(40)에 대하여 설명한다. 플렉서블 프린트 배선판(40)은, 상술한 수지 피복 금속박(30)의 제 1 절연층(21)의 경화물 또는 고화물과, 제 2 절연층(22)의 경화물을, 절연층(2)으로서 갖고 있다. 도 2에 플렉서블 프린트 배선판(40)의 구체적인 예를 나타낸다. 도 2에 나타내는 플렉서블 프린트 배선판(40)은, 절연 필름(7)과, 도체층(1)과, 절연층(2)과, 금속박(50)과, 비관통 구멍(13)을 구비하고 있다. 또, 플렉서블 프린트 배선판(40)에는, 플렉스 리지드 프린트 배선판도 포함된다.
절연 필름(7)으로서, 예컨대, 폴리이미드 필름, 폴리아미드이미드 필름, 액정 폴리머 필름, 불소 수지 필름, 폴리페닐렌에테르 필름을 들 수 있다.
도체층(1)은, 절연 필름(7)의 표면에 있어서 소정의 패턴 형상으로 형성되어 있다. 도체층(1)은, 절연층(2) 내에 존재하는 내부 회로(11)와, 절연층(2) 밖에 존재하는 외부 회로(12)로 구성되어 있다.
절연층(2)은, 절연 필름(7)의 표면에 형성되어 있다. 이 절연층(2)은, 상술한 수지 피복 금속박(30)의 제 1 절연층(21)의 경화물 또는 고화물과, 제 2 절연층(22)의 경화물로 형성되어 있다.
금속박(50)은, 절연층(2)의 표면에 형성되어 있다. 이 금속박(50)은, 상술한 수지 피복 금속박(30)의 금속박(50)으로 형성되어 있다. 이 금속박(50)의 불필요 부분을 에칭 등에 의해 제거하여, 절연층(2)의 표면에 회로를 형성하더라도 좋다.
비관통 구멍(13)은, 절연층(2) 및 금속박(50)을 관통하고, 절연 필름(7)을 관통하지 않는 구멍이다. 비관통 구멍(13)의 저면에는 절연 필름(7)의 표면이 노출하고, 이 표면에 외부 회로(12)가 형성되어 있다.
도 2에 나타내는 플렉서블 프린트 배선판(40)은, 예컨대, 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.
우선 도 3에 나타내는 바와 같이, 표면에 도체층(1)이 형성된 절연 필름(7)과, 관통 구멍(14)이 형성된 수지 피복 금속박(30)을 준비한다.
다음으로 수지 피복 금속박(30)의 제 2 절연층(22)을 절연 필름(7)의 표면에 겹치고, 가열 가압하여 적층 성형한다. 이와 같이 하여 도 2에 나타내는 플렉서블 프린트 배선판(40)을 제조할 수 있다.
여기서, 제 2 절연층(22)은 상술한 폴리올레핀 수지층(3)으로 형성되어 있으므로, 성형 시에 제 2 절연층(22)으로부터 폴리올레핀 수지 조성물이 유동하기 어렵고, 비관통 구멍(13) 내로 누출되어 외부 회로(12)를 피복하거나 하는 것 등을 억제할 수 있다. 게다가 상술한 폴리올레핀 수지 조성물은 성형 시에 있어서 전혀 유동하지 않는 것이 아니고, 비관통 구멍(13) 내로 누출되지 않는 한도로 유동성을 갖고 있으므로 회로 충전성은 양호하다. 즉, 성형 시에 있어서 폴리올레핀 수지 조성물은 내부 회로(11, 11) 사이의 극간을 충전하고, 절연 필름(7)의 표면의 요철을 평탄화할 수 있다. 또한 성형 시에는, 특허 문헌 2에 기재된 열가소성 수지 시트와 같은 쿠션재로 수지 피복 금속박(30)의 금속박(50)의 표면을 가압하는 것이 아닌, 경판(panel board)으로 가압하도록 하고 있다. 그 때문에 성형 후에 있어서, 금속박(50)의 표면의 평활성을 확보할 수 있다. 게다가 상기와 같이 하여 얻어진 플렉서블 프린트 배선판(40)에 있어서, 금속박(50)은, 절연층(2)에 의해 절연 필름(7)에 강고하게 접착되어 있으므로, 금속박(50)의 절연 필름(7)에 대한 밀착성이 양호하다. 이와 같이, 플렉서블 프린트 배선판(40)을 제조함에 있어서, 본 실시 형태의 수지 피복 금속박(30)을 재료로서 이용하도록 하면, 밀착성, 굴곡성, 내열성, 회로 충전성을 양호하게 유지하면서, 성형 시에 있어서의 수지(특히 폴리올레핀 수지 조성물)의 유동성이 낮고, 누출을 억제할 수 있다.
이상 말한 실시 형태로부터 분명한 바와 같이, 본 발명과 관련되는 제 1 태양의 수지 피복 금속박(30)은, 금속박(50)에 제 1 절연층(21) 및 제 2 절연층(22)이 이 순서로 형성된 수지 피복 금속박(30)이다.
상기 제 1 절연층(21)은, 폴리이미드 수지층(9), 폴리아미드이미드 수지층(8), 액정 폴리머 수지층(4), 불소 수지층(5) 또는 폴리페닐렌에테르 수지층(6)으로 형성되어 있다.
상기 제 2 절연층(22)은, 반경화 상태의 폴리올레핀 수지층(3)으로 형성되어 있다.
상기 폴리올레핀 수지층(3)이, 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머와, 성분 (B) 열경화성 수지를 포함한다.
상기 폴리올레핀 수지층(3) 전체에서 차지하는 상기 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머의 비율이 50~95질량%이다.
제 1 태양에 의하면, 밀착성, 굴곡성, 내열성, 회로 충전성을 양호하게 유지하면서, 성형 시에 있어서의 수지의 유동성이 낮고, 누출을 억제할 수 있다.
본 발명과 관련되는 제 2 태양의 수지 피복 금속박(30)에서는, 상기 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머가, 폴리스티렌-폴리(에틸렌/프로필렌) 블록-폴리스티렌 공중합체, 폴리스티렌-폴리(에틸렌-에틸렌/프로필렌) 블록-폴리스티렌 공중합체, 폴리스티렌-폴리(에틸렌/부틸렌) 블록-폴리스티렌 공중합체, 폴리스티렌-폴리이소프렌 블록 공중합체, 수소 첨가 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리부타디엔 블록 공중합체, 폴리스티렌-폴리(부타디엔/부틸렌) 블록-폴리스티렌 공중합체, 에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트-아크릴산메틸 공중합체 및 에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트-아세트산비닐 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상이다.
본 발명과 관련되는 제 3 태양의 수지 피복 금속박(30)에서는, 상기 성분 (B) 열경화성 수지가, 에폭시 수지, 페놀 수지, 비스말레이미드 수지 및 양 말단에 비닐기를 갖는 폴리페닐렌에테르 올리고머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상이다.
본 발명과 관련되는 제 4 태양의 수지 피복 금속박(30)에서는, 상기 폴리올레핀 수지층(3)이, 성분 (C) 경화촉진제를 더 포함한다.
본 발명과 관련되는 제 5 태양의 수지 피복 금속박(30)에서는, 상기 폴리올레핀 수지층(3)이, 성분 (D) 충전재를 더 포함한다.
본 발명과 관련되는 제 6 태양의 수지 피복 금속박(30)에서는, 상기 폴리올레핀 수지층(3)이, 180℃에서 60분간 처리한 후의 저장 탄성률이 25℃~150℃에 있어서 105~108㎩이다.
제 6 태양에 의하면, 플렉서블 프린트 배선판(40)의 내열 충격성을 높일 수 있고, 리플로 시의 땜납 내열성을 더 높일 수 있다.
본 발명과 관련되는 일 태양의 플렉서블 프린트 배선판(40)은, 상기 수지 피복 금속박(30)의 상기 제 1 절연층(21) 및 상기 제 2 절연층(22)의 경화물을 절연층(2)으로서 갖고 있다.
일 태양의 플렉서블 프린트 배선판(40)에 의하면, 밀착성, 굴곡성, 내열성, 회로 충전성을 양호하게 유지하면서, 성형 시에 있어서의 수지의 유동성이 낮고, 누출을 억제할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되지 않는다.
(실시예 1)
실시예 1은, 실시예 1-(1)~실시예 1-(11)의 11종류의 실시예로 구성된다. 이들 실시예는, 제 2 절연층만이 상이할 뿐이고, 그 외는 동일하다.
파나소닉 주식회사 제품 "R-F552"(동박의 표면에 액상의 폴리이미드 수지 조성물을 도공하고, 이것을 가열 건조하는 것에 의해 제조된 2층 캐스팅 플렉서블 구리 피복 적층판으로서, 동박의 두께가 12㎛, 경화 상태의 폴리이미드 수지층의 두께가 12.5㎛인 것)를 준비했다.
폴리이미드 수지층의 표면에, 표 3에 나타낸 (1)~(11)의 수지 조성의 폴리올레핀 수지 조성물을 도공하고, 이것을 가열 건조하는 것에 의해, 두께가 50㎛인 반경화 상태의 폴리올레핀 수지층을 형성했다. 이와 같이 하여, 금속박(동박)에 제 1 절연층(경화 상태의 폴리이미드 수지층) 및 제 2 절연층(반경화 상태의 폴리올레핀 수지층)이 이 순서로 형성된 수지 피복 금속박을 얻었다. 표 3에 나타내는 (1)~(11)의 폴리올레핀 수지 조성물을 구성하는 성분 (A)~(D)의 구체적인 메이커명, 상품명 등을 표 4에 나타낸다.
(실시예 2)
실시예 2는, 실시예 2-(1)~실시예 2-(11)의 11종류의 실시예로 구성된다. 이들 실시예는, 제 2 절연층만이 상이할 뿐이고, 그 외는 동일하다.
두께가 12㎛인 동박의 표면에 액상의 폴리아미드이미드 수지 조성물을 도공하고, 이것을 가열 건조하는 것에 의해, 두께가 12.5㎛인 경화 상태의 폴리아미드이미드 수지층을 형성했다.
액상의 폴리아미드이미드 수지 조성물은 다음과 같이 하여 조제했다. 무수 트리멜리트산(나카라이 테스크 주식회사 제품) 192g, 4,4'-다이이소시아네이트-3,3'-다이메틸바이페닐 211g, 2,4-다이이소시아나토톨루엔 35g, 다이아자바이사이클로운데센(산아프로 주식회사 제품) 1g, 및 N,N-다이메틸아세트아미드(DMAC, 나카라이 테스크 주식회사 제품) 2482g을 배합함으로써 폴리머 농도를 15질량%로 조정하고, 얻어진 혼합물을 가열함으로써 1시간 걸려서 100℃까지 상승시키고, 계속하여 혼합물을 100℃인 채로 6시간 유지함으로써, 반응을 진행시켰다. 그 다음에, 혼합물에 DMAC 1460g을 더 가함으로써 폴리머 농도를 10질량%로 조정하고, 계속하여 혼합물을 실온까지 냉각했다. 이것에 의해, 폴리아미드이미드가 용해되어 있는 수지 용액으로서 액상의 폴리아미드이미드 수지 조성물을 얻었다.
다음으로 폴리아미드이미드 수지층의 표면에, 표 3에 나타낸 (1)~(11)의 수지 조성의 폴리올레핀 수지 조성물을 도공하고, 이것을 가열 건조하는 것에 의해 두께가 50㎛인 반경화 상태의 폴리올레핀 수지층을 형성했다. 이와 같이 하여, 금속박(동박)에 제 1 절연층(경화 상태의 폴리아미드이미드 수지층) 및 제 2 절연층(반경화 상태의 폴리올레핀 수지층)이 이 순서로 형성된 수지 피복 금속박을 얻었다. 표 3에 나타내는 (1)~(11)의 폴리올레핀 수지 조성물을 구성하는 성분 (A)~(D)의 구체적인 메이커명, 상품명 등을 표 4에 나타낸다.
(비교예 1)
실시예 1에 있어서, 폴리올레핀 수지층 대신에 에폭시 수지층을 형성했다. 그 이외의 내용은 실시예 1과 동일하게 했다.
에폭시 수지층을 형성하기 위한 에폭시 수지 조성물의 수지 조성을 표 3의 (12)에 나타낸다. 이 에폭시 수지 조성물을 구성하는 성분 (E)~(I)의 구체적인 메이커명, 상품명을 표 4에 나타낸다. 상기의 수지 조성 중 카르보다이이미드 변성 폴리아미드는, 다음과 같이 우선 카르보다이이미드 화합물을 합성한 후, 이 카르보다이이미드 화합물을 이용하여 합성했다.
(카르보다이이미드 화합물의 합성)
4,4'-다이사이클로헥실 메탄 다이이소시아네이트 590g, 사이클로헥실 이소시아네이트 62.6g 및 카르보다이이미드화 촉매(3-메틸-1-페닐-2-포스폴렌-1-옥사이드) 6.12g을 180℃에서 48시간 반응시키는 것에 의해, 카르보다이이미드 화합물로서, 4,4'-다이사이클로헥실 메탄 카르보다이이미드 수지(중합도=10)를 얻었다.
(카르보다이이미드 변성 폴리아미드의 합성)
1리터의 분리 가능한 플라스크에 에스테르 공중합 아미드 수지(상품명 : "CM8000", 토레이 주식회사 제품) 50.0g과 이소프로필알코올과 톨루엔의 혼합 용매(질량 혼합비 4:6) 450.0g을 더하여 교반하는 것에 의해 용해시켰다. 이렇게 하여 얻어진 용액에 상기 카르보다이이미드 화합물(4,4'-다이사이클로헥실 메탄 카르보다이이미드 수지) 5.0g을 가하고, 플라스크를 120℃의 유조(oil-bath)에 침지시켜 리플럭스 하에서 3시간 가열 교반한 후에, 감압 건조하여 용매를 제거하는 것에 의해, 카르보다이이미드 변성 폴리아미드를 얻었다.
상기와 같이 하여 얻어진 카르보다이이미드 변성 폴리아미드에 대하여 적외 분광 광도 측정을 행하였는데, 2120㎝-1에 카르보다이이미드기의 존재를 나타내는 흡수 피크가 관측되었다. 또한 상기 카르보다이이미드 변성 폴리아미드에 대하여 시차 주사 열량 측정을 행하였는데, 1개의 흡열 피크가 관측되었다. 또, 상기 카르보다이이미드 변성 폴리아미드의 유리 전이 온도(Tg)는 120℃, 5% 중량 감소 온도는 320℃, 용액의 점도는 860m㎩ㆍs였다.
(비교예 2)
실시예 1에 있어서, 폴리올레핀 수지층 대신에 에폭시 수지층을 형성했다. 그 이외의 내용은 실시예 1과 동일하게 했다.
에폭시 수지층을 형성하기 위한 에폭시 수지 조성물의 수지 조성을 표 3의 (13)에 나타낸다. 이 에폭시 수지 조성물을 구성하는 성분 (E)~(I)의 구체적인 메이커명, 상품명을 표 4에 나타낸다. 상기의 수지 조성 중 카르보다이이미드 변성 폴리아미드는, 비교예 1과 마찬가지의 방법으로 합성했다.
(동박 박리 강도)
두께 25㎛의 폴리이미드 필름의 양면에, 수지 피복 금속박의 제 2 절연층을 겹쳐 접합하고, 180℃에서 1시간 가열 가압 성형하는 것에 의해 샘플을 제작했다. 이 샘플의 금속박(동박)을 샘플의 표면에 대하여 90° 방향으로 벗겼을 때의 동박 박리 강도를 측정했다. 측정 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
(굴곡성)
두께 25㎛의 폴리이미드 필름의 한 면에, 두께 18㎛의 전해 동박으로 MIT 패턴의 회로가 형성된 플렉서블 프린트 배선판을 준비했다. 이 플렉서블 프린트 배선판의 양면에, 수지 피복 금속박의 제 2 절연층을 겹쳐서 접합하고, 180℃에서 1시간 가열 가압 성형한 후, 양면의 수지 피복 금속박의 금속박을 전면 에칭에 의해 제거하는 것에 의해 샘플을 제작했다. 이 샘플을 이용하여 MIT 시험을 행했다. 측정 조건은, 벤딩 클램프의 R=0.38㎜, 하중 500gf, 매분 175회의 비율로 구부리도록 설정했다. 회로의 도통을 취할 수 없게 될 때까지의 구부림 횟수에 의해 굴곡성을 평가했다. 구체적으로는 100회 이상을 "합격", 100회 미만을 "불합격"으로 했다. 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
(땜납 내열성)
두께 25㎛의 폴리이미드 필름의 양면에, 수지 피복 금속박의 제 2 절연층을 겹쳐서 접합하고, 180℃에서 1시간 가열 가압 성형하는 것에 의해 샘플을 제작했다. 이 샘플을 260℃와 288℃로 가열한 땜납욕에 각각 60초간 침지한 후, 외관을 관찰하는 것에 의해 땜납 내열성을 평가했다. 불룩해짐이나 벗겨짐 등의 외관 이상의 발생이 없는 것을 "합격"으로 하고, 이외의 것을 "불합격"으로 했다. 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
(회로 충전성)
두께 35㎛의 압연 동박으로 빗 모양의 패턴의 회로가 형성된 플렉서블 프린트 배선판을 준비하고, 이 플렉서블 프린트 배선판의 회로 형성면에 수지 피복 금속박의 제 2 절연층을 겹쳐서 접합하고, 180℃에서 1시간 가열 가압 성형하는 것에 의해 샘플을 제작했다. 이 샘플의 단면을 육안으로 관찰하는 것에 의해 회로 충전성을 평가했다. 회로 사이가 모두 수지로 충전되어 있는 것을 "합격"으로 하고, 이외의 것을 "불합격"으로 했다. 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
(수지 유동성)
수지 피복 금속박에 직경 10㎜의 구멍을 뚫고 나서, 이 수지 피복 금속박의 제 2 절연층을 전해 동박의 광택면에 겹쳐서 접합하고, 170℃에서 30분간 가열 가압 성형하는 것에 의해 샘플을 제작했다. 이때, 수지가 구멍의 안쪽에 흘러나오는 길이를 측정하는 것에 의해 수지 유동성을 평가했다. 흘러나오는 양이 1.0㎜ 이하인 것을 "합격"으로 하고, 이외의 것을 "불합격"으로 했다. 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
실시예 1, 2의 각각에 있어서, 제 2 절연층을 11종류의 어느 폴리올레핀 수지 조성물로 형성하더라도, 각 평가 항목의 결과는 변하지 않았다.
표 1 및 표 2로부터 분명한 바와 같이, 각 실시예는, 밀착성(동박 박리 강도), 굴곡성, 내열성(땜납 내열성)이 양호한 것에 더하여, 수지가 유동하기 어려움에도 불구하고, 회로 충전성이 우수한 것이 확인되었다.
이것에 비하여, 각 비교예는, 밀착성, 굴곡성, 내열성, 회로 충전성은 양호하지만, 수지가 유동하기 쉬운 것이었다.
4 : 액정 폴리머 수지층
5 : 불소 수지층
6 : 폴리페닐렌에테르 수지층
8 : 폴리아미드이미드 수지층
9 : 폴리이미드 수지층
21 : 제 1 절연층
22 : 제 2 절연층
30 : 수지 피복 금속박
40 : 플렉서블 프린트 배선판
50 : 금속박

Claims (7)

  1. 금속박에 제 1 절연층 및 제 2 절연층이 이 순서로 형성된 수지 피복 금속박으로서,
    상기 제 1 절연층은, 폴리이미드 수지층, 폴리아미드이미드 수지층, 액정 폴리머 수지층, 불소 수지층 또는 폴리페닐렌에테르 수지층으로 형성되고,
    상기 제 2 절연층은, 반경화 상태의 폴리올레핀 수지층으로 형성되고,
    상기 폴리올레핀 수지층은, 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머와, 성분 (B) 열경화성 수지를 포함하고,
    상기 폴리올레핀 수지층 전체에서 차지하는 상기 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머의 비율이 50~95질량%인
    수지 피복 금속박.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 성분 (A) 폴리올레핀계 엘라스토머는, 폴리스티렌-폴리(에틸렌/프로필렌) 블록-폴리스티렌 공중합체, 폴리스티렌-폴리(에틸렌-에틸렌/프로필렌) 블록-폴리스티렌 공중합체, 폴리스티렌-폴리(에틸렌/부틸렌) 블록-폴리스티렌 공중합체, 폴리스티렌-폴리이소프렌 블록 공중합체, 수소 첨가 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리부타디엔 블록 공중합체, 폴리스티렌-폴리(부타디엔/부틸렌) 블록-폴리스티렌 공중합체, 에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트-아크릴산메틸 공중합체 및 에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트-아세트산비닐 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 수지 피복 금속박.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 성분 (B) 열경화성 수지는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 비스말레이미드 수지 및 양 말단에 비닐기를 갖는 폴리페닐렌에테르 올리고머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 수지 피복 금속박.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 수지층은, 성분 (C) 경화촉진제를 더 포함하는 수지 피복 금속박.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 수지층은, 성분 (D) 충전재를 더 포함하는 수지 피복 금속박.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 수지층은, 180℃에서 60분간 처리한 후의 저장 탄성률이 25℃~150℃에 있어서 105~108㎩인 수지 피복 금속박.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 수지 피복 금속박의 상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층의 경화물을 절연층으로서 갖고 있는 플렉서블 프린트 배선판.
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