KR20180122672A - 플렉시블 회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

개구부의 형상이나 크기의 설계의 자유도가 높은 커버레이 필름이 FPC에 접합되고 커버레이 개구부에 위치하는 배선에 있어서 인접하는 배선 사이의 절연성이 충분히 확보된 플렉시블 회로기판을 제공한다. 본 발명의 플렉시블 회로기판은, 절연필름(22)과, 상기 절연필름 위에 형성된 배선(30, 32)과, 상기 절연필름 및 상기 배선의 일부 위에 배치된 절연성 보호필름(12)을 구비하고, 상기 보호필름은, 상기 절연필름 및 상기 배선에 접착제(15)를 개재하여 접합되고, 상기 배선 중, 상기 보호필름이 위에 배치되지 않은 부분은, 상면이 노출됨과 함께 측방 또는 주위에 상기 접착제가 부착된다.

Description

플렉시블 회로기판 및 그 제조방법

본 발명은, 플렉시블 회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래부터 절연성 수지 필름 위에 회로 배선을 형성한 플렉시블 회로기판(이하, FPC라고 함)은 일반적으로 사용되고 있다. FPC 및 FPC에 탑재된 전자부품이 내장된 각종 장치나 기기는 작고 얇으며 가볍게 하는 것이 항상 요구되므로, 얇고 꺾어 구부릴 수 있는 FPC는 더 많이 사용되어 왔고, 또한, FPC의 배선 피치도 작고 회로기판 위의 부품 실장 밀도는 높아지는 방향으로 진행되고 있다.

상술한 바와 같이, 전자기기나 전자부품을 작고 얇으며 가볍게 하기 위해서는 회로 배선끼리나 회로 배선과 주변 부품이나 배선 등과의 단락 방지가 필요하고, 이를 위해 FPC의 회로 배선을 가능한 한 절연 재료로 피복하여 가려 절연 신뢰성을 유지하는 것이 필요해진다. 이 목적을 위해, FPC의 회로 배선 중, 단자나 전자부품과의 접속 부분 이외의 부분을 커버레이 필름이나 커버코트로 보호하는 것이 일반적으로 이루어지고 있다.

커버레이 필름은, 절연성 수지 필름에 접착제를 도포한 것이며, FPC의 회로 배선의 접속 부분이나 부품 실장 부분에 해당하는 부분을 개구시킨 후, 회로 배선 위에 접합시킨 것이다(예를 들어, 특허문헌 1). FPC의 회로 배선의 접속 부분이나 부품 실장 부분은 커버레이 필름의 개구 부분에 해당하므로 노출된 상태가 된다. 커버레이 필름을 접합시킴으로써, FPC의 기계적 강도도 향상되고, 회로가 보호됨과 함께, 굴곡에 대한 내성도 향상된다.

커버코트는 절연성을 가짐과 함께 열이나 광 등으로 경화하는 물질을 사용하여, 회로 배선 중 접속 부분 이외의 위에 도포하여 경화시켜 형성된다.

또한 감광성 커버레이는 절연성을 가지며, 광으로 경화하는 물질을 미리 시트화한 것으로, 회로 배선에 접합시킨 후에 광으로 경화시킨다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 평성9－283895호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허공개 평성10－97081호 공보

그러나, 커버레이 필름은 미리 개구부를 형성하고 나서 FPC에 접합시키므로 개구부와, FPC에서의 회로 배선의 특정 부분과의 위치 결정에 시간이 걸리며 접합 위치가 어긋난 경우에는 불량품이 된다. 또한, 개구부를 형성하는 금형의 크기나 재료인 필름의 물리적 특성 등에 의해 개구부의 형상이나 크기에는 저절로 제한이 생겨, FPC 회로 배선의 설계에 제한이 부과된다. 또한, 커버레이 필름의 개구부에 위치하는 FPC 회로 배선에서는, 인접하는 배선의 대향하고 있는 측면이 노출되고 배선 피치가 작아질수록 배선 사이의 절연성에 문제가 생길 우려가 있음과 함께, 이 부분의 배선은 박리 강도가 낮아 배선이 박리되기 쉽다.

한편, 커버코트는 인쇄 기법에 의해 FPC에 도포하므로, 특히 감광 재료를 이용할 경우에는 개구부를 작게 형성할 수 있으므로 고밀도로 실장하는데 있어서는 유효한 기법이나, 절연 재료의 두께가 균일하지 않고, 경화 후에 FPC가 컬되기 쉽다는 문제가 있다. 또한, FPC의 기계 강도를 높이는 기능은 약하고, 굴곡 내성의 점에서도 문제가 있다.

또한, 감광성 커버레이를 FPC의 회로면에 접합시키고, 그 후에 광으로 경화시켜 FPC 위의 절연 보호막을 형성하는 프로세스도 제안되고 있으나, 이 경우에도 경화 후에 컬되기 쉬운 문제가 있으며, 또한 회로 보호에 대한 기계 강도의 부족, 굴곡 내성의 부족 문제를 안고 있다.

본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 개구부의 형상이나 크기의 설계의 자유도가 높은 커버레이 필름이 FPC에 접합되고 커버레이 개구부에 위치하는 배선에 있어서 인접하는 배선 사이의 절연성이 충분히 확보된 플렉시블 회로기판을 제공하는 데 있다.

본 발명의 플렉시블 회로기판은, 절연필름과, 상기 절연필름 위에 형성된 배선과, 상기 절연필름 및 상기 배선의 일부 위에 배치된 절연성 보호필름을 구비하고, 상기 보호필름은, 상기 절연필름 및 상기 배선에 접착제를 개재하여 접합되고, 상기 배선 중, 상기 보호필름이 위에 배치되지 않은 부분은, 상면이 노출됨과 함께 측방 또는 주위에 상기 접착제가 부착된 구성을 갖는다. 즉, 배선 중, 상기 일부 이외에서는 보호필름이 위에 배치되지 않고, 그 부분에서는 배선의 상면이 노출된다.

상기 보호필름은 폴리이미드 수지 및 폴리에스테르 수지 중 어느 하나로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 플렉시블 회로기판은, 절연필름과, 상기 절연필름 위에 형성된 배선과, 상기 절연필름 및 상기 배선의 일부 위에 배치된 절연성 보호필름을 구비하고, 상기 보호필름은, 상기 절연필름 및 상기 배선에 접착제를 개재하여 접합되고, 상기 보호필름이 위에 배치되지 않은 부분에서는, 상기 배선의 측방 또는 주위에 상기 접착제가 부착되고, 상기 배선이 형성되지 않은 상기 절연필름 위에 상기 접착제가 형성됨과 함께, 상기 접착제의 표면 및 상기 배선의 상면에는 도전성 부재로 이루어진 도전층이 올려진다.

상기 도전층은 도금층이어도 된다.

본 발명의 플렉시블 회로기판의 제조방법은, 절연필름 위에 배선이 형성된 배선 형성 필름을 준비하는 공정과, 절연성 보호필름의 한쪽 면에 접착제가 형성된 커버시트를, 상기 접착제를 상기 배선에 대향시켜 상기 배선 형성 필름에 올려 접합시키는 접합 공정과, 상기 보호필름의 일부를 제거하여 상기 접착제의 일부를 노출시키는 접착제 노출공정과, 노출된 상기 접착제의 상기 일부 중 상부를 제거하여 상기 배선의 상면을 노출시키는 배선 노출공정을 포함하는 구성을 갖는다.

상기 보호필름은 폴리이미드 수지 및 폴리에스테르 수지 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 접착제 노출공정은 에칭에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 배선 노출공정은, 과망간산염과 수산화나트륨을 함유하는 용액을 이용한 에칭에 의해 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서 과망간산염이란, 과망간산과 염기에 의한 염을 말하며, 예를 들어 과망간산칼륨이나 과망간산나트륨 등을 들 수 있다.

상기 배선 노출공정에서 이용되는 상기 용액은, 과망간산칼륨의 농도가 2질량％ 이상 18.15질량％ 이하이며 수산화나트륨의 농도가 20질량％ 이하, 또는, 과망간산칼륨의 농도가 1질량％ 이상 2질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 0.05질량％ 이상 20질량％ 이하, 또는, 과망간산칼륨의 농도가 0.5질량％ 이상 1질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 0.05질량％ 이상 18질량％ 미만, 또는, 과망간산칼륨의 농도가 0.1질량％ 이상 0.5질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 1.5질량％ 이상 18질량％ 미만, 또는, 과망간산칼륨의 농도가 0.05질량％ 이상 0.1질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 1.5질량％ 이상 5질량％ 미만 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

상기 배선 노출공정에서 이용되는 상기 용액은, 과망간산나트륨의 농도가 2질량％ 이상 20질량％ 이하이며 수산화나트륨의 농도가 20질량％ 이하, 또는, 과망간산나트륨의 농도가 1질량％ 이상 2질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 0.05질량％ 이상 20질량％ 이하, 또는, 과망간산나트륨의 농도가 0.5질량％ 이상 1질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 0.05질량％ 이상 18질량％ 미만, 또는, 과망간산나트륨의 농도가 0.1질량％ 이상 0.5질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 1.5질량％ 이상 18질량％ 미만 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

본 발명의 플렉시블 회로기판에서는, 보호필름이 배치되지 않은 부분의 배선의 측방 주위가 접착제로 둘러싸여 있으므로, 배선 사이가 접착제에 의해 기계적, 전기적으로 보호되고, 배선의 박리 강도, 배선 사이의 절연성이 충분히 담보된다.

도 1은 준비 공정을 나타내는 단면모식도이다.
도 2는 접합 공정을 나타내는 단면모식도이다.
도 3은 접착제 노출공정을 나타내는 단면모식도이다.
도 4는 배선 노출공정을 나타내는 단면모식도이다.
도 5는 다른 실시형태에 따른 플렉시블 회로기판을 나타내는 단면모식도이다.
도 6은 그 밖의 실시형태에 따른 플렉시블 회로기판을 나타내는 단면모식도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 이하의 바람직한 실시형태의 설명은 본질적으로 예시에 지나지 않으며, 본 발명, 그 적용물 또는 그 용도 제한을 의도하는 것은 아니다. 그리고, 본 발명의 “커버시트”란, 커버레이의 일 유형이며, 배선의 박리 강도나 배선 사이의 절연성을 담보하는 접착제를 형성한 것을 말한다.

(제 1 실시형태)

제 1 실시형태에서는, 절연필름 위에 배선이 형성된 배선 형성 필름(FPC에 해당)을 준비하는 공정(준비 공정)과, 절연성 보호필름의 한쪽 면에 접착제가 형성된 커버시트를, 상기 접착제를 상기 배선에 대향시켜 상기 배선 형성 필름에 올려 접합시키는 공정(접합 공정)과, 상기 보호필름의 일부를 제거하여 상기 접착제의 일부를 노출시키는 공정(접착제 노출공정)과, 노출된 상기 접착제의 상기 일부 중 상부를 제거하여 상기 배선의 상면을 노출시키는 공정(배선 노출공정)에 의해 플렉시블 회로기판을 제조한다.

도 1은 준비 공정의 배선 형성 필름(20)과 커버시트(10)의 단면을 나타내는 도면이다. 배선 형성 필름(20)은, 절연필름(22) 위에 복수의 배선(31)이 형성된 것이다. 커버시트(10)는, 절연성 보호필름(12)의 한쪽 면에 절연성의 접착제(14)가 형성된 것이다. 그리고, 커버시트(10)에는 개구부를 형성할 필요는 없다.

절연필름(22)은, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, PPS(폴리페닐렌설파이드) 수지, 아라미드 수지, LCP(액정 폴리머) 등으로 이루어진 두께 5㎛에서 75㎛ 정도의 필름이 일반적으로 사용된다. 배선(31)은, 절연필름(22)에 구리박을 접합시키고 그 구리박을 에칭에 의해 패터닝하여 형성되거나, 메탈라이징재를 사용하여 세미 애디티브법으로 패터닝하여 형성되거나, 풀 애디티브법에 의해 형성되거나, 도전성 잉크 등을 사용하여 인쇄에 의해 형성되거나 한 것이다. 그리고, 절연필름(22)과 배선(31)과의 사이에 절연필름(22)과 동종 또는 이종 소재에 의한 접착제가 존재하는 형태도 일반적으로 존재한다. 보호필름(12)은, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, PPS(폴리페닐렌설파이드) 수지, 아라미드 수지, LCP(액정 폴리머) 등으로 이루어진 두께 2.5㎛에서 25㎛ 정도의 필름이 일반적으로 사용된다. 내열성, 치수안정성, 굴곡 내성의 관점에서는 폴리이미드 수지인 것이 바람직하다. 접착제(14)는, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지나 폴리이미드계 수지 등을 주체로 한 것으로, 일반적으로는 열경화형 수지이나, 광경화형이어도 되고, 두께는 5㎛에서 35㎛ 정도이다.

다음으로, 배선 형성 필름(20)과 커버시트(10)를 접합시킨다(도 2, 접합 공정). 접합 공정에서는, 커버시트(10)의 한쪽 면에 형성된 접착제(14)를, 배선 형성 필름(20)의 배선(31)에 대향시켜 겹치고, 압력을 가하면서 가열 또는 UV광을 조사하여 접착제(14)를 경화시킨다. 접합 공정에서는, 커버시트(10)에 개구부를 형성할 필요가 없으므로, 배선 형성 필름(20)의 배선(31)에 대한 위치 결정(개구부와 노출시킬 배선부분과의 위치 결정)이 불필요하여, 간단히 롤투롤로 접합할 수 있다. 그리고, 배선 형성 필름(20)과 커버시트(10)를, 단일 또는 복수의 회로가 포함되는 시트 단위(이른바, 매엽)로 접합시켜도 된다. 이 경우도, 개구부와 노출시킬 배선 부분과의 엄밀한 위치 결정이 불필요하다. 이와 같이 본 실시형태에서는 접합 시의 엄밀한 위치 결정이 불필요하므로, 위치 결정에 실패한 불량품은 발생하지 않고, 공정 속도도 향상되므로 저비용 및 고속으로 접합시킬 수 있다. 또한, 개구부의 위치 결정을 목적으로 하지 않으나, 접합 공정에 재료를 송출하거나 설치하는 데 있어서 가이드로서 미리 커버시트에 가이드 구멍 등을 뚫어 두어도 됨은 물론이다.

접합 공정이 종료되면, 모든 배선(32, 32a)은 커버시트(10)에 의해 보호된 상태가 된다. 그로부터, 노출시켜야 할 배선(32a) 부분의 상방에 존재하는 보호필름(12)을 제거하여 개구부(40)를 형성한다(도 3, 접착제 노출공정). 보호필름(12)의 제거 방법은, 에칭에 의한 방법, 레이저를 이용하는 방법 등 다양하게 존재한다. 예를 들어 에칭에 의한 방법은, 특허문헌 2에 개시되어 있는 방법을 이용하여, 내에칭성의 레지스트를 개구부를 형성하는 부분 이외에 형성한 후, 에칭액을 작용시킨다. 이 공정은, 에칭에 의한 배선 형성과 동일한 공정이고, 간단히 정밀도 좋게 실시할 수 있다. 레이저를 이용하는 방법도 정밀도 좋게 실시할 수 있다.

접착제 노출공정에서는, 보호필름(12)에 개구부(40)가 형성되나, 개구부(40) 내에 위치하는 배선(30a)의 상면에는 경화된 접착제(15)가 올려져 있으므로, 배선(30a)의 상면은 노출되지 않는다. 그리고 다음으로 배선(30a) 상면의 경화된 접착제(15)를 제거한다(도 4, 배선 노출공정). 경화된 접착제(15)의 제거는, 접착제(15)를 용해시키는 용액을 사용하여 실시하는 것이 바람직하고, 접착제(15)의 종류에 따라 용액의 종류를 선택하면 된다. 예를 들어 에폭시계 접착제(15)의 경우에는, 과망간산칼륨과 수산화나트륨과의 수용액을 이용하여 용해시키고, 수세한 후에 중화하면 된다. 그리고, 배선(30a)은, 접착제(15)에 의해 매립되며 상면만 노출된 상태로 하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는, 접착제(15)를 용해시키는 용액의 농도를 작게 하여, 용해 속도를 컨트롤하는 것이 바람직하다.

이상의 공정을 실시함으로써, 배선 형성 필름(20)의 일부의 배선(30)은, 보호필름(12)의 개구부(40) 내에 위치하고 있음과 함께, 접착제(15)에 의해 매립되며 상면(39)이 노출되고, 그 이외의 배선(32)은 접착제(15)에 의해 매립됨과 함께, 상방에 보호필름(12)이 존재한다. 즉, 배선 형성 필름(20)의 일부의 배선(30)은, 보호필름(12)이 위에 배치되지 않고, 상면(39)이 노출됨과 함께 측방 또는 주위에 접착제(15)가 존재한 상태이다.

이와 같이, 보호필름(12)의 개구부(40) 내에 위치하는 배선(30)이 그 측방 또는 주위에 접착제(15)가 존재하므로, 인접하는 배선(30, 30) 사이의 선간 절연 신뢰성을 높게 유지할 수 있다. 특히, 배선 피치가 작아진 때에도 선간 절연 신뢰성을 높게 유지할 수 있다. 그리고, 보호필름(12)은, 내굴곡성이 우수하다.

또한, 통상의 커버레이 필름이나 커버코트를 사용한 경우는, 노출된 배선의 폭이 작아지면(즉, 배선 피치가 작아지면), 배선의 배선 형성 필름(20)에 대한 박리 강도가 저하되어 가고, FPC의 사용 환경의 변화나, 경시적 열화, 외부로부터의 외압이나 굴곡으로 인해 배선이 플렉시블 회로기판으로부터 박리되거나, 벌어질 우려가 있다. 그러나, 본 실시형태의 플렉시블 회로기판이면, 배선(30)의 측방 또는 주위가 접착제(15)로 둘러싸여 있으므로, 배선(30) 폭이 작아져도 박리 강도가 충분히 크게 유지되고, 배선(30)이 플렉시블 회로기판으로부터 박리되거나, 배선이 벌어질 우려는 없다. 또한, 노출된 배선(30)을 이방 도전성 접착제(ACF나 ACP)를 사용하여 외부 단자와 전기적으로 접속할 경우, 통상의 커버레이 필름이나 커버코트라면, 인접하는 배선 사이(배선의 측면 사이)에도 이방 도전성 접착제가 들어가므로, 이방 도전성 접착제 중의 도전 입자가 인접하는 배선 사이를 도통시킬 우려가 있으나, 본 실시형태의 플렉시블 회로기판이라면 이와 같은 우려가 없고, 이 점에서도 인접하는 배선(30, 30) 사이의 선간 절연 신뢰성을 높게 유지할 수 있다.

종래의 커버레이 필름에서는, 배선 형성 필름에 접합시키기 전에, 펀칭으로 개구를 형성할 필요가 있다. 이를 위한 금형이 필요하나, 본 실시형태의 플렉시블 회로기판이라면 금형은 불필요하여 그만큼 비용을 낮출 수 있다. 또한, 개구를 펀칭으로 형성하기 위해서는, 개구의 크기나 형상, 개구율이 제한되므로, 작은 개구를 설계할 수 없어 개구 형상의 설계가 자유롭지 않으나, 본 실시형태의 플렉시블 회로기판이라면 개구의 크기, 형상 등을 자유롭게 설계할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 플렉시블 회로기판이라면, 하프 컷 펀칭(half cut punching)을 할 필요가 없고, 커버레이용 이형 필름을 얇게 할 수 있어, 박리 시 응력으로 인한 컬 등의 치수 정밀도의 변화를 대폭으로 적게 할 수 있으므로 비용을 줄일 수 있다. 또한, 본 실시형태의 플렉시블 회로기판이라면, 롤투롤 가공을 간단하게 실시할 수 있고, 접합 시의 커버시트와 배선 형성 필름과의 위치 결정이 간단하므로, 비용을 줄일 수 있음과 함께, 제조 시간도 단축할 수 있다. 그리고, 종래의 커버레이 필름에서는 개구를 형성하고 나서 접합하므로, 개구부에서 접착제의 침출이 발생하고, 이를 방지하기 위해 접합 공정에서, 유연성, 내열성, 박리성 등을 겸비하는 복잡한 쿠션 재료의 구성이 필요하였으나, 본 실시형태의 플렉시블 회로기판이라면 이와 같은 쿠션재는 불필요하여 비용을 줄일 수 있다.

＜폴리이미드 필름＞

본 발명에 이용되는 커버시트는 폴리이미드 수지를 사용하는 것이 FPC의 내열성, 치수안정성, 굴곡 내성의 점에서는 바람직하고, 또한 특정 물성을 갖는 폴리이미드 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

[폴리이미드 필름의 제조방법]

폴리이미드 필름을 얻을 시에는, 먼저, 방향족 디아민 성분 및 방향족 산무수물 성분을 유기용매 중에서 중합시킴으로써, 폴리아믹산 용액(이하, 폴리아미드산 용액이라고도 말함)을 얻는다.

폴리아믹산 용액은, 방향족 디아민 성분과 방향족 산무수물 성분을 주성분으로 하는 화학물질을 유기용매 중에서 중합시킴으로써 얻을 수 있다.

방향족 디아민 성분으로는, 예를 들어, 파라페닐렌 디아민, 메타페닐렌 디아민, 벤지딘, 파라자일릴렌 디아민, 4,4’-디아미노디페닐 에테르, 3,4’-디아미노디페닐 에테르, 4,4’-디아미노디페닐 메탄, 4,4’-디아미노디페닐 설폰, 3,3’-디메틸-4,4’-디아미노디페닐 메탄, 1,5-디아미노 나프탈렌, 3,3’-디메톡시 벤지딘, 1,4-비스(3-메틸-5-아미노 페닐) 벤젠 및 이들의 아미드 형성성 유도체를 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼합하여 사용하여도 된다.

방향족 디아민 성분으로는 내열성이나 열에 의한 치수안정성이 우수함 등의 관점에서, 파라페닐렌 디아민, 4,4’-디아미노디페닐 에테르로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 바람직하다.

방향족 산무수물 성분의 구체예로는, 예를 들어, 피로멜리트산, 3,3’,4,4’-비페닐테트라 카복실산, 2,3’,3,4’-비페닐테트라 카복실산, 3,3’,4,4’-벤조페논테트라 카복실산, 2,3,6,7-나프탈렌테트라 카복실산, 2,2-비스(3,4-디카복실페닐) 에테르, 피리딘-2,3,5,6-테트라 카복실산 및 이들의 아미드 형성성 유도체 등의 방향족 테트라카복실산의 산무수물 성분을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼합하여 사용하여도 된다.

방향족 산무수물 성분으로는, 내열성이나 열에 의한 치수 안정성이 우수함 등의 관점에서, 피로멜리트산 이무수물 및／또는 3,3’,4,4’-비페닐테트라 카복실산 이무수물이 바람직하다.

본 발명에서, 방향족 디아민 성분 및 산무수물 성분의 조합으로는, 파라페닐렌 디아민, 4,4’-디아미노디페닐 에테르 및 3,4’-디아미노디페닐 에테르로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 방향족 디아민 성분과, 피로멜리트산 이무수물 및／또는 3,3’,4,4’-비페닐테트라 카복실산 이무수물의 방향족 산무수물 성분의 조합이 특히 바람직하다.

방향족 디아민 성분이 파라페닐렌 디아민과 4,4’-디아미노디페닐 에테르를 포함할 경우, 파라페닐렌 디아민과 4,4’-디아미노디페닐 에테르의 몰비는 50／50∼0／100인 것이 바람직하고, 40／60∼0／100인 것이 보다 바람직하다.

방향족 산무수물 성분이 피로멜리트산 이무수물과 3,3’,4,4’-비페닐테트라 카복실산 이무수물을 포함할 경우, 피로멜리트산 이무수물과 3,3’,4,4’-비페닐테트라 카복실산 이무수물의 몰비는, 100／0∼50／50인 것이 바람직하고, 100／0∼60／40인 것이 보다 바람직하다.

폴리이미드 필름을 제조하는 방법으로는 예를 들어, 폴리아믹산 용액을 필름 형상으로 캐스팅하고 열적으로 탈고리화 탈용매시켜 폴리이미드 필름을 얻는 방법, 폴리아믹산 용액에 고리화 촉매 및 탈수제를 혼합하고 화학적으로 탈고리화시켜 겔 필름을 제작하고, 이를 가열 탈용매함으로써 폴리이미드 필름을 얻는 방법을 들 수 있으나, 후자가 바람직하다.

이와 같이 하여 얻어진 폴리이미드 필름에 대해, 추가로 어닐링 처리를 하는 것이, 열 수축률을 작게 할 수 있는(구체적으로는, 200℃에서 60분 가열 후의 열 수축률을 0.2％ 이하로 할 수 있는) 등의 관점에서 바람직하다. 어닐링 처리 방법은 특별히 한정되지 않고, 통상적인 방법에 따라도 된다. 어닐링 처리의 온도로는 특별히 한정되지 않으나, 200∼500℃가 바람직하고, 200∼370℃가 보다 바람직하고, 210∼350℃가 특히 바람직하다. 구체적으로는, 상기 온도 범위로 가열된 가마 안을, 저장력 하에서 필름을 주행시키고, 어닐링 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 가마 안에서 필름이 저류하는 시간이 처리 시간이 되므로 주행 속도를 바꿈으로써 컨트롤할 수 있고, 5초∼5분의 처리시간인 것이 바람직하다. 또한, 주행 시의 필름 장력은 10∼50N／m가 바람직하고, 20∼30N／m가 더 바람직하다.

폴리이미드 필름은, FPC의 치수 정밀도를 높이기 위해, 200℃에서 60분 가열 후의 열 수축률이 통상 0.2％ 이하(예를 들어, 0.01∼0.15％), 바람직하게는 0.15％ 이하(예를 들어, 0.01∼0.1％), 바람직하게는 0.1％ 이하(예를 들어, 0.01∼0.07％)이다. 폴리이미드 필름의 200℃에서 60분 가열 후의 열 수축률은, 25℃, 60％ RH로 조정된 룸에 2시간 이상 방치한 후의 필름 치수(L1)를 CNC 화상 처리 장치 시스템 NEXIV VM-250(니콘 제)을 이용하여 측정하고, 이어서 200℃에서 60분간 가열한 후 다시 25℃, 60％ RH로 조정된 룸에 1일간 방치한 후의 필름 치수(L2)를 상기 CNC 화상 처리 장치 시스템을 이용하여 측정하여, 하기 식에 의해 산출할 수 있다.

열 수축률(％) ＝ －｛(L2－L1)／L1｝×100

폴리이미드 필름의 평균 선 팽창 계수는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 0∼100ppm／℃, 바람직하게는 0∼50ppm／℃, 보다 바람직하게는 3∼35ppm／℃이다. 상기 열팽창 계수는, 시미즈 제작소제 TMA-50을 사용하여 측정 온도 범위 ： 50∼200℃, 승온 속도 ： 10℃／분의 조건에서 측정할 수 있다.

＜실시예 1＞

실시예 1에서는, 커버시트로서, 보호필름이 두께 12.5㎛의 캡톤 50EN이고, 그 위에 에폭시계 접착제 20㎛가 형성된 (주)우논기켄제의 커버시트를 사용하였다. 이 커버시트를, 편면에 회로가 형성된 회로 형성 기판에, 150℃, 3㎫, 30분의 접합 조건에서 부착시켰다.

이 커버시트가 부착된 플렉시블 회로기판의 보호필름의 일부를 도레이 엔지니어링 주식회사제 폴리이미드 에칭액 TPE 3000N으로 에칭하여 제거하고, 제거 후의 시트형상의 기판으로부터 개구부를 포함하는 범위로 35㎜×22.5㎜의 시험편을 작성하였다.

상술한 시험편을 이용하여, 과망간산칼륨 및 수산화나트륨 중 적어도 한쪽이 함유된 에칭액 100g 중에서 접착제를 에칭하고, 수세한 후 중화하였다.

이 때, 에칭액 중에 함유되는 과망간산칼륨 및 수산화나트륨의 농도를 각각 다양하게 변화시켜 상기 시험편의 배선이 노출될 때까지의 에칭 속도를 변화시켰다.

그 결과를 표 1에 나타낸다. 한편, 이 때 보호필름의 에칭 조건은, 일본특허 제3251515호의 조건을 사용하였다.

［표 1］

이 결과에 의하면, 과망간산칼륨이 함유되지 않은 경우는 수산화나트륨이 어떠한 농도여도, 또는, 과망간산칼륨이 1.2질량％ 이하이며 또한 수산화나트륨이 0.05질량％ 미만일 경우, 또는, 과망간산칼륨이 0.1질량％ 이하이며 또한 수산화나트륨이 1.5질량％ 미만일 경우, 또는, 과망간산칼륨이 1질량％ 미만이며 또한 수산화나트륨이 18질량％ 이상일 경우, 또는, 과망간산칼륨이 0.1질량％ 미만이며 또한 수산화나트륨이 5질량％ 이상일 경우에서는 접착제를 에칭할 수 없었다.

한편, 과망간산칼륨의 농도가 2질량％ 이상 18.15질량％ 이하이며 수산화나트륨의 농도가 20질량％ 이하, 또는, 과망간산칼륨의 농도가 1질량％ 이상 2질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 0.05질량％ 이상 20질량％ 이하, 또는, 과망간산칼륨의 농도가 0.5질량％ 이상 1질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 0.05질량％ 이상 18질량％ 미만, 또는, 과망간산칼륨의 농도가 0.1질량％ 이상 0.5질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 1.5질량％ 이상 18질량％ 미만, 또는, 과망간산칼륨의 농도가 0.05질량％ 이상 0.1질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 1.5질량％ 이상 5질량％ 미만일 경우에서는 접착제를 에칭할 수 있었다.

이 때문에, 표 안에 숫자가 표시된 조건 및 ○가 표시된 조건, 즉 굵은 선으로 둘러싸인 범위에서는, 두께 10㎛의 접착제를 60분 이내로 에칭할 수 있고, 표 안에 에칭 불가 또는 ×가 표시된 조건에서는, 두께 10㎛의 접착제를 60분 이내로 에칭할 수 없었다고 추정된다.

또한, 에칭할 수 있는 조건 중에서는 각각의 약액도 농도가 높을수록 에칭 시간은 짧았다.

＜실시예 2＞

실시예 2에서는, 실시예 1과 동일한 시험편을 이용하여, 접착제의 에칭액으로서 과망간산나트륨과 수산화나트륨 중 적어도 한쪽이 함유된 용액을 이용하여 접착제를 에칭하였다. 즉, 본 실시예에서는 에칭액에 포함되는 과망간산염은, 실시예 1과는 상이하고, 과망간산나트륨이다.

그 결과를 표 2에 나타낸다. 한편, 이 때 보호필름의 에칭 조건은, 일본특허 제3251515호의 조건을 사용하였다.

［표 2］

이 결과에 의하면, 과망간산나트륨이 0.05질량％일 경우는 수산화나트륨이 어떠한 농도여도, 또는, 과망간산나트륨이 1.2질량％ 이하이며 수산화나트륨이 함유되지 않을 경우, 또는, 과망간산나트륨 0.1질량％ 이하이며 또한 수산화나트륨이 1.5질량％ 미만일 경우, 또는, 과망간산나트륨이 0.5질량％ 이하이며 또한 수산화나트륨 18질량％ 이상일 경우에는 접착제를 에칭할 수 없었다.

한편, 과망간산나트륨의 농도가 2질량％ 이상 20질량％ 이하이며 수산화나트륨의 농도가 20질량％ 이하, 또는, 과망간산나트륨의 농도가 1질량％ 이상 2질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 0.05질량％ 이상 20질량％ 이하, 또는, 과망간산나트륨의 농도가 0.5질량％ 이상 1질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 0.05질량％ 이상 18질량％ 미만, 또는, 과망간산나트륨의 농도가 0.1질량％ 이상 0.5질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 1.5질량％ 이상 18질량％ 미만일 경우는 접착제를 에칭할 수 있었다.

＜실시예 3＞

실시예 3에서는, 2종류의 커버시트를 사용하여 에칭하였다.

먼저 1번째 커버시트로서, 보호필름이 두께 12.5㎛의 캡톤 50EN이고, 그 위에 에폭시계 접착제 20㎛가 형성된 (주)우논기켄제의 커버시트를 사용하였다. 이 커버시트를, 양면에 회로가 형성된 회로 형성 기판의 양면에 부착시켰다. 한편, 이 접착제는, 실시예 1의 커버시트의 접착제와는 재질이 상이하다. 부착 조건은 실시예 1과 동일하다.

이 커버시트가 부착된 플렉시블 회로기판의 보호필름의 일부를 도레이 엔지니어링 주식회사제 폴리이미드 에칭액 TPE 3000N으로 에칭하여 제거하고, 제거 후의 시트형상의 기판으로부터 개구부를 포함하는 범위로 40㎜×90㎜의 시험편을 작성하였다.

다음으로, 2번째 커버시트로서, 보호필름이 두께 12.5㎛의 캡톤 50H이고, 그 위에 에폭시계 접착제 20㎛가 형성된 닛칸 고교 주식회사제의 커버시트를 사용하여, 이 커버시트를 양면에 회로가 형성된 회로 형성 기판의 양면에 부착시켰다. 부착 조건은, 160℃, 3㎫, 40분으로 하였다.

이 커버시트가 부착된 플렉시블 회로기판의 보호필름의 일부를 도레이 엔지니어링 주식회사제 폴리이미드 에칭액 TPE 3000N으로 에칭하여 제거하고, 제거 후의 시트형상의 기판으로부터 개구부를 포함하는 범위로 40㎜×90㎜의 시험편을 작성하였다.

상술한 2종류의 시험편을 이용하여, 과망간산나트륨 및 수산화나트륨을 함유한 에칭액 100g 중에서 접착제를 에칭하고, 수세한 후 중화하였다.

그 결과를 표 3에 나타낸다. 한편, 이 때 보호필름의 에칭 조건은, 일본특허 제3251515호의 조건을 사용하였다.

［표 3］

이 결과에 의하면, 과망간산나트륨 8.5질량％, 수산화나트륨이 5질량％의 농도로는 에칭 시간은 상이하나, 접착제를 에칭할 수 있었다.

＜실시예 4＞

실시예 4에서는, 2종류의 커버시트를 사용하여 에칭하였다.

먼저 1번째 커버시트로서, 보호필름이 두께 12.5㎛의 캡톤 50ENC이고, 그 위에 에폭시계 접착제 25㎛가 형성된 교세라 케미컬 주식회사제의 커버시트를 사용하였다. 이 커버시트를, 양면에 회로가 형성된 회로 형성 기판의 양면에 부착시켰다. 한편, 이 접착제는, 실시예 1, 2의 커버시트의 접착제와는 재질이 상이하다. 부착 조건은 실시예 1과 동일하다.

이 커버시트가 부착된 플렉시블 회로기판의 보호필름의 일부를 도레이 엔지니어링 주식회사제 폴리이미드 에칭액 TPE 3000N으로 에칭하여 제거하고, 제거 후의 시트형상의 기판으로부터 개구부를 포함하는 범위로 20㎜×20㎜의 시험편을 작성하였다.

다음으로, 2번째 커버시트로서, 보호필름이 두께 12.5㎛의 캡톤 50ENC이고, 그 위에 에폭시계 접착제 25㎛가 형성된 교세라 케미컬 주식회사제의 커버시트를 사용하여, 이 커버시트를 양면에 회로가 형성된 회로 형성 기판의 양면에 부착시켰다. 부착 조건은, 실시예 1과 동일하다. 그리고, 이 커버시트의 접착제는, 실시예 1, 2의 커버시트 및 본 실시예의 1번째의 커버시트의 접착제와는 재질이 상이하다.

이 커버시트가 부착된 플렉시블 회로기판의 보호필름의 일부를 도레이 엔지니어링 주식회사제 폴리이미드 에칭액 TPE 3000N으로 에칭하여 제거하고, 제거 후의 시트형상의 기판으로부터 개구부를 포함하는 범위로 20㎜×20㎜의 시험편을 작성하였다.

상술한 2종류의 시험편을 이용하여, 과망간산나트륨 및 수산화나트륨을 함유한 에칭액 100g 중에서 접착제를 에칭하고, 수세한 후 중화하였다.

그 결과를 표 4에 나타낸다. 한편, 이 때 보호필름의 에칭 조건은, 일본특허 제3251515호의 조건을 사용하였다.

［표 4］

이 결과에 의하면, 과망간산나트륨 8.5질량％, 수산화나트륨이 5질량％의 농도로는 에칭 시간은 상이하나, 접착제를 에칭할 수 있었다.

(제 2 실시형태)

제 2 실시형태에 따른 플렉시블 회로기판은, 도 4에 나타내는 플렉시블 회로기판의, 보호필름(12)에 형성된 개구부 및 배선 노출공정에 있어서 일부의 접착제(15)가 제거된 부분에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 도전 부재로 이루어진 도전층(50)이 형성된다. 도전층(50)은 배선(33)의 상면(39) 위에 올려지고, 접착제 노출공정 및 배선 노출공정에서 형성된 오목부 전체를 채우도록 형성된다. 도전층(50)은, 도전성 페이스트의 도포나, 도금 등에 의해 형성할 수 있다. 한편, 도 4에 나타내는 제 1 실시형태에 따른 플렉시블 회로기판의 접착제층(15) 및 배선(30)의 일부에 도전층(50) 이외의 부재를 재치한 후에, 그들을 피복하도록 도전층(50)을 형성하여도 된다.

(제 3 실시형태)

제 3 실시형태에 따른 플렉시블 회로기판은, 도 4에 나타내는 플렉시블 회로기판의, 보호필름(12)에 형성된 개구부 및 배선 노출공정에 있어서 일부의 접착제(15)가 제거된 부분에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 도전 부재로 이루어진 도전층(52)이 형성되고, 이 도전층(52)은 도금층이다. 도전층(52)은 배선(34)의 상면(39) 위에 올려지고, 접착제 노출공정 및 배선 노출공정에서 형성된 오목부의 바닥면 전체 및 측면을 피복하도록 형성된다. 도금층인 도전층(52)을 형성하는 도금 방법은 특별히 한정되지 않는다. 한편, 도 4에 나타내는 제 1 실시형태에 따른 플렉시블 회로기판의 접착제층(15) 및 배선(30)의 일부에 도전층(52) 이외의 부재를 재치한 후에, 그들을 피복하도록 도전층(52)을 형성하여도 된다.

(그 밖의 실시형태)

상술한 실시형태는 본 발명의 예시이며, 본 발명은 이들 예에 한정되지 않고, 이들 예에 주지기술이나 관용기술, 공지기술을 조합하거나, 일부 치환하여도 된다. 또한 당업자라면 용이하게 생각해낼 수 있는 개변(改變)발명도 본 발명에 포함된다.

절연필름이나 보호필름의 재질이나 두께 등은, 절연성을 갖고 플렉시블 회로기판으로서의 여러 특성을 만족시키는 것이라면, 어떠한 것이어도 된다. 예를 들어, 보호필름으로서 폴리에스테르 수지의 필름을 이용하여도 된다. 이 경우, 알칼리성 용액(예를 들어, 히드라진 수용액)을 사용하여 폴리에스테르 수지 필름을 에칭하면 된다. 또한, 접착제도 커버시트용으로 사용되는 것이라면 재질은 특별히 한정되지 않는다.

또한, 접착제도 절연성을 갖고 있는 것이라면 종류는 특별히 한정되지 않는다.

보호필름이 위에 배치되지 않은 부분의 배선은, 상면만 노출되는 것이 바람직하나, 측면의 상방도 일부 노출되어도 된다. 측면의 1／2 이상이 접착제에 둘러싸인(즉, 적어도 배선의 측면의 절반이 접착제로 피복된) 상태라면, 절연성이나 기계적 강도의 효과를 발휘한다.

보호필름을 제거한 후에, 레이저를 이용하여 배선 위의 접착제를 제거하여도 된다. 또한, 접착제를, 샌드블라스팅법을 이용하여 제거하여도 된다.

또한, 플렉시블 회로기판의 배선이, 높은 세밀부와 그 이외로 나뉜 경우에는, 높은 세밀부에만 본 기술을 적용하고, 그 이외의 부분에는 종래 기술인 커버코트나 미리 개구부가 형성된 커버레이를 사용하는 복합체(이른바, 하이브리드 타입)로 하는 것도 가능하다.

또한, 플렉시블 회로기판은 배선이 편면에 형성된 타입이어도 되고, 양면에 형성된 타입이어도 되며, 회로층을 3층 이상 구비하는 다층 타입이어도 된다. 이 때, 배선이 편면에 형성된 타입으로는, 배선이 형성된 면에 커버시트가 형성되고, 양면 배선 타입으로는 양면에 커버시트가 형성된다. 다층 타입의 경우는, 적층 방법에 따라, 편면 타입이 적층되는 경우와, 양면 타입이 적층되는 경우, 또는 편면과 양면이 혼재하여 적층되는 경우가 있으나, 어떻든 최외층과 내층의 회로면에 커버시트가 형성된다.

또한, 본 기술은 플렉시블 회로기판과 프린트 기판을 조합한 이른바 리지드 플렉스 기판에서도 내층 커버 시트 구조로 사용할 수 있다.

상기의 실시형태에 따른 플렉시블 회로기판을 복수 장 적층하여, 인접하는 2개의 플렉시블 회로기판의 배선끼리를 전기적으로 도통시켜도 되고, 그 도통 방법으로는, 예를 들어 절연 필름에 배선까지 도달하는 관통구멍을 형성하고, 그 관통구멍에 도전 부재를 매립함과 동시에 절연 필름의 배선이 배치되는 면과는 반대면 쪽에 그 도전 부재를 돌출시켜, 그 돌출부와 또 다른 하나의 플렉시블 회로기판의 배선을 접촉시키는 방법을 들 수 있으나, 이 방법에 한정되지 않는다.

10 : 커버시트
12 ： 보호필름
14, 15 : 접착제
20 : 배선 형성 필름
22 : 절연필름
30, 30a : 배선
31 : 배선
32, 32a : 배선
33 : 배선
34 : 배선
39 : 상면
50, 52 : 도전층

Claims (10)

1. 절연필름과, 상기 절연필름 위에 형성된 배선과, 상기 절연필름 및 상기 배선의 일부 위에 배치된 절연성 보호필름을 구비하고,
   상기 보호필름은, 상기 절연필름 및 상기 배선에 접착제를 개재하여 접합되고,
   상기 배선 중, 상기 보호필름이 위에 배치되지 않은 부분은, 상면이 노출됨과 함께 측방 또는 주위에 상기 접착제가 부착되는, 플렉시블 회로기판.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 보호필름은 폴리이미드 수지 및 폴리에스테르 수지 중 어느 하나로 이루어진, 플렉시블 회로기판.
3. 절연필름과, 상기 절연필름 위에 형성된 배선과, 상기 절연필름 및 상기 배선의 일부 위에 배치된 절연성 보호필름을 구비하고,
   상기 보호필름은, 상기 절연필름 및 상기 배선에 접착제를 개재하여 접합되고,
   상기 보호필름이 위에 배치되지 않은 부분에서는, 상기 배선의 측방 또는 주위에 상기 접착제가 부착되고, 상기 배선이 형성되지 않은 상기 절연필름 위에 상기 접착제가 형성됨과 함께, 상기 접착제의 표면 및 상기 배선의 상면에는 도전성 부재로 이루어진 도전층이 올려지는, 플렉시블 회로기판.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 도전층은 도금층인, 플렉시블 회로기판.
5. 절연필름 위에 배선이 형성된 배선 형성 필름을 준비하는 공정과,
   절연성 보호필름의 한쪽 면에 접착제가 형성된 커버시트를, 상기 접착제를 상기 배선에 대향시켜 상기 배선 형성 필름에 올려 접합시키는 접합 공정과,
   상기 보호필름의 일부를 제거하여 상기 접착제의 일부를 노출시키는 접착제 노출공정과,
   노출된 상기 접착제의 상기 일부 중 상부를 제거하여 상기 배선의 상면을 노출시키는 배선 노출공정
   을 포함하는, 플렉시블 회로기판의 제조방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 보호필름은 폴리이미드 수지 및 폴리에스테르 수지 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 접착제 노출공정은 에칭에 의해 이루어지는, 플렉시블 회로기판의 제조방법.
7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
   상기 배선 노출공정은, 과망간산염을 함유하는 용액을 이용한 에칭에 의해 이루어지는, 플렉시블 회로기판의 제조방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 배선 노출공정에서 이용되는 상기 용액은, 추가로 수산화나트륨을 함유하는, 플렉시블 회로기판의 제조방법.
9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
   상기 배선 노출공정에서 이용되는 상기 용액은,
   과망간산칼륨의 농도가 2질량％ 이상 18.15질량％ 이하이며 수산화나트륨의 농도가 20질량％ 이하,
   또는, 과망간산칼륨의 농도가 1질량％ 이상 2질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 0.05질량％ 이상 20질량％ 이하,
   또는, 과망간산칼륨의 농도가 0.5질량％ 이상 1질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 0.05질량％ 이상 18질량％ 미만,
   또는, 과망간산칼륨의 농도가 0.1질량％ 이상 0.5질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 1.5질량％ 이상 18질량％ 미만,
   또는, 과망간산칼륨의 농도가 0.05질량％ 이상 0.1질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 1.5질량％ 이상 5질량％ 미만
   중 어느 하나인, 플렉시블 회로기판의 제조방법.
10. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 배선 노출공정에서 이용되는 상기 용액은,
    과망간산나트륨의 농도가 2질량％ 이상 20질량％ 이하이며 수산화나트륨의 농도가 20질량％ 이하,
    또는, 과망간산나트륨의 농도가 1질량％ 이상 2질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 0.05질량％ 이상 20질량％ 이하,
    또는, 과망간산나트륨의 농도가 0.5질량％ 이상 1질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 0.05질량％ 이상 18질량％ 미만,
    또는, 과망간산나트륨의 농도가 0.1질량％ 이상 0.5질량％ 미만이며 수산화나트륨의 농도가 1.5질량％ 이상 18질량％ 미만
    중 어느 하나인, 플렉시블 회로기판의 제조방법.
    

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