TW201315302A - 印刷電路板及印刷電路板的製造方法 - Google Patents

印刷電路板及印刷電路板的製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種能夠提高常溫常濕到高溫高濕的較大溫度範圍及濕度範圍環境下印刷電路板所需具備的遮罩性能和耐久性的印刷電路板。印刷電路板(1)包括：加強部件(135)，在由不銹鋼製成的基材(135a)的表面形成有鎳層(135b)；以及導電性粘合劑層(130)，接合在加強部件(135)的表面上。其中，在上述加強部件(135)的表面中，氫氧化鎳(Ni(OH)2)與鎳(Ni)的表面積比率為1.8-3.0。

Description

印刷電路板及印刷電路板的製造方法
本發明係有關於用於攜帶型電話、電腦等的印刷電路板及印刷電路板的製造方法。
以往，為了遮罩雜訊對攜帶型電話、電腦等電子部件的影響，將電子部件安裝在具有膜的印刷電路板上。印刷電路板在使用時發生的彎曲等會造成該印刷電路板上用於安裝電子部件的安裝位置處產生變形，從而可能會導致上述電子部件受損。因此，為了防止電子部件由於安裝位置的變形等外力而受損，通常在與安裝電子部件的安裝位置相對的位置處設置由不銹鋼等製成的具有導電性的加強板(專利文獻1和2)。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本國專利申請公開公報“特開2007-189091號”
專利文獻2：日本國專利申請公開公報“特開2009-218443號”
然而，已發現在高溫高濕環境下加強部件相對於導電性粘合劑的剝離強度(剝離所需的力)會降低。由此，在如上所述的環境中，加強部件可能從導電性粘合劑脫落，或者，導電性粘合劑與加強部件之間的粘合強度降低，電阻值增加，從而可能導致遮罩性能降低。
本發明是鑒於上述的問題而提出的，其目的在於提供一種能夠提高常溫常濕到高溫高濕的較大溫度範圍及濕度範圍環境中印刷電路板所需具備的遮罩性能和耐久性的印刷電路板。
為解決上述技術問題，本發明人進行了專心研究，結果發現：在加強部件的表面，氫氧化鎳(Ni(OH)2)的含有率越高，加強部件相對於導電性粘合劑的剝離強度越大。從而本發明人完成了下面的印刷電路板的發明。
本發明的印刷電路板包括：加強部件，在由不銹鋼製成的基材的表面形成有鎳層；以及導電性粘合劑層，接合在上述加強部件的表面上。其中，在上述加強部件的表面中，氫氧化鎳和鎳的表面積比率為1.8-3.0。
根據上述的構成，在加強部件與導電性粘合劑層之間的粘合面中，可通過提高氫氧化鎳的含有率來增加氫氧基，並通過上述氫氧基與導電性粘合劑層表面的OH基的氫鍵來提高粘合強度。結果，能夠在從常溫常濕到高溫高濕的較大的溫度範圍及濕度範圍環境下保持較高的剝離性 能，從而可提高印刷電路板所需具備的遮罩性能和耐久性。
此外，本發明的印刷電路板包括：加強部件，在由不銹鋼製成的基材的表面形成有鎳層；以及導電性粘合劑層，接合在上述加強部件的表面上。其中，上述加強部件的表面光澤度小於或等於500；在上述加強部件的表面中，氫氧化鎳和鎳的表面積比率為1.8-3.0。
根據上述的構成，通過將加強部件的表面光澤度設為小於或等於500，能夠擴大加強部件與導電性粘合劑層粘合的表面積。由此，可以增加加強部件與導電性粘合劑層之間的粘合強度。結果，能夠在從常溫常濕到高溫高濕的較大的溫度範圍及濕度範圍的環境中保持較小的電阻值並且能夠保持較高的剝離性能，從而可提高印刷電路板所需具備的遮罩性能和耐久性。
此外，本發明人發現：為了使加強部件的表面中氫氧化鎳和鎳的比率為1.8-3.0，通過採用氨基磺酸鎳浴的電解鍍在加強部件的表面形成鎳層是適當的。
即，在本發明的印刷電路板的上述加強部件中，上述鎳層可通過使用氨基磺酸鎳浴的電解鍍來形成。
根據上述的構成，能夠在加強部件形成適當的鎳層。此外，可以認為：通常情況下，當外部環境(使用環境)為高溫環境時，在加強部件中由於不同的熱膨脹率而導致在鎳層與不銹鋼基材之間的介面產生變形。此外，可以預測：當鎳層中存在內部應力時，由於與上述變形之間的關係，鎳層中會大量產生因應力所引起的較大的裂紋，上述 裂紋將導致導電性降低，由此使電阻值增加。通過使用氨基磺酸鎳浴的電解鍍，能夠減小鎳層的內部應力從而可以防止因裂紋引起的導電性降低的情況。
可提高印刷電路板所需具備的遮罩性能和耐久性。
下面，參考附圖，對本發明的優選實施例進行說明。
(印刷電路板1的整體構成)
首先，使用圖1，對本實施例的印刷電路板1進行說明。如圖1所示，印刷電路板1包括：加強部件135，在由不銹鋼製成的基材的表面上形成有鎳層；以及導電性粘合劑層130，與加強部件135的表面接合。另外，加強部件135表面的光澤度小於或等於500。此外，加強部件135表面的氫氧化鎳和鎳的表面積比率在1.8-3.0。
在此，“氫氧化鎳和鎳的表面積比率”，即，“Ni(OH)2/Ni表面積比率”是通過ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis：化學分析電子光譜儀)對加強部件的表面進行分析並計算出主要檢測的Ni(OH)2、NiO、Ni的比率後Ni(OH)2的比率除以Ni的比率所得到的數值。
具體而言，印刷電路板1包括：印刷電路板110、膜120、導電性粘合劑層130、加強部件135。另外，在印刷電路板110的下面設置的安裝位置連接有電子部件150。加強部件135配置在與連接電子部件150的安裝位置相對 的位置。由此，加強部件135加強電子部件150的安裝位置。具有導電性的加強部件135通過導電性粘合劑層130與印刷電路板110的接地用電路圖案115電連接。由此，加強部件135與接地用電路圖案115保持等電位，因此，能夠遮罩來自外部的電磁波90a等的雜訊對電子部件150的安裝位置的影響。
下面具體說明各個構成。
(印刷電路板110)
印刷電路板110包括：基底部件112，形成有未圖示的信號用電路圖案、接地用電路圖案115等多個電路圖案；粘合劑層113，設置在基底部件112上；以及絕緣膜111，粘合在粘合劑層113上。
未圖示的信號用電路圖案以及接地用電路圖案115形成在基底部件112的上面。上述的電路圖案通過對導電性材料實施蝕刻處理而形成。此外，其中，接地用電路圖案115是指保持接地電位的圖案。
粘合劑層113是設置在信號用電路圖案及接地用電路圖案115與絕緣膜111之間的粘合劑，起到保持絕緣性並且將絕緣膜111與基底部件112粘合的作用。此外，粘合劑層113的厚度為10μm-40μm，但是不需要特別加以限定，可進行適當設定。
基底部件112和絕緣膜111均由工程塑料形成。例如，有聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、交聯聚乙烯、聚酯、聚苯並咪唑、聚酰亞胺、聚酰亞胺酰胺、聚醚酰亞胺、聚苯 硫醚等樹脂。如果對耐熱性要求不高，優選使用廉價的聚酯膜。如果要求耐燃性，優選使用聚苯硫醚膜，如果還要求耐熱性，優選使用聚酰亞胺膜、聚酰胺膜、玻璃纖維環氧樹脂膜。另外，基底部件112的厚度為10μm-40μm，絕緣膜111的厚度為10μm-30μm，但是不需要特別加以限定，可進行適當設定。
此外，通過鐳射加工等，在上述的絕緣膜111和粘合劑層113形成有孔部160。孔部160用於使選自多個信號用電路圖案、接地用電路圖案的電路圖案的一部分區域露出。在本實施例中，孔部160形成在絕緣膜111和粘合劑層113的層疊方向上，使得接地用電路圖案115的一部分區域向外部露出。另外，適當設定孔部160的孔徑，以使得相鄰的其他電路圖案不會露出。
(加強部件135)
在加強部件135中，在具有導電性的不銹鋼材料的基材135a的整個表面上形成有鎳層135b。優選地，鎳層135b通過電解鍍鎳來形成。進一步優選地，鎳層135b通過氨基磺酸鎳鍍來形成。
另外，可通過包含光亮劑來調節鎳層的光澤度。為了擴大加強部件135與導電性粘合劑層130之間的粘合面的表面積從而提高粘合強度，鎳層的光澤度優選為小於或等於500，更優選為小於或等於460。此外，進一步優選不包含光亮劑從而將鎳層形成為無光澤的鎳層。
其中，“光亮劑”有半光亮劑(初級光亮劑)和光亮 劑(次級光亮劑)。作為半光亮劑(初級光亮劑)，可使用糖精鈉、1,5萘二磺酸鈉、1,3,6三磺酸鈉、對-甲苯磺醯胺等。作為光亮劑(次級光亮劑)，則通常與半光亮劑一起使用，如可使用香豆靈、炔丙醇、丁炔二醇、甲醛、硫脲、喹啉、吡啶等。具體而言，有日本MacDermid株式會社製的NIMAC33(半光亮劑)、NIMAC8162(光亮劑)。
此外，在鎳層135b的表面，氫氧化鎳和鎳的表面積比率的下限優選為1.8，更優選為2.0，再優選為2.1。此外，在鎳層135b的表面，氫氧化鎳和鎳的表面積比率的上限優選為3.0，更優選為2.8，再優選為2.4。另外，鎳層135b的厚度為1μm-3μm，可根據構成進行適當設定。
如上所述，在加強部件135與導電性粘合劑層130之間的粘合面中，可通過提高氫氧化鎳的含有率來增加氫氧基，並且可利用上述氫氧基與導電性粘合劑層表面的OH基之間的氫鍵來提高粘合強度。此外，通過將加強部件135的表面光澤度設為小於或等於500，可擴大加強部件135與導電性粘合劑層130粘合的表面積。由此，可提高加強部件135與導電性粘合劑層130的粘合強度。結果，能夠在從常溫常濕到高溫高濕的較大的溫度範圍及濕度範圍環境下保持較高的剝離性能，從而可提高印刷電路板1所需具備的遮罩性能和耐久性。
此外，形成鎳層135b的方法並不限於採用氨基磺酸鎳浴的電解鍍，例如，還可以通過採用瓦茲浴的電解鍍或採用無電解鎳浴的無電解鍍來形成鎳層135b。在採用瓦茲浴 時，由於形成較大的內部應力從而可能導致高溫高濕環境下剝離強度降低，因此需要通過包含光亮劑來緩解應力。然而，由於包含光亮劑，加強部件135與導電性粘合劑層130之間的粘合面的表面積減小，結果可能會降低剝離強度。所以，通過氨基磺酸鎳浴形成鎳層135b能更有效地提高剝離強度。
如上所述，可通過氨基磺酸鎳浴在加強部件形成適當的鎳層。此外，通常情況下，當外部環境(使用環境)的溫度達到高溫時，由於熱膨脹率不同，從而在加強部件135的鎳層135b與基材135a的介面產生變形。並且，當鎳層135b中存在內部應力時，由於與上述變形之間的關係，可能會在鎳層135b中產生大量由應力引發的較大的裂紋，上述裂紋導致導電性降低，從而造成電阻值增加。通過採用氨基磺酸鎳浴的電解鍍，所形成的鎳層135b的內部應力較小，因此可以防止由裂紋引起的導電性降低的現象。
如上所述的加強部件135配置在與電子部件150的安裝位置相對的位置，通過加強電子部件150的安裝位置，防止由彎曲等引起的在安裝位置產生變形等。另外，基材135a並不限於不銹鋼材料，只要是能加強安裝位置並且具有導電性的材料，則可以使用任意材料。但是，由於不銹鋼材料具有適於加強的硬度和較佳的耐蝕性，因此，使用不銹鋼材料能更有效地加強電子部件150的安裝位置，並且可對安裝位置帶來遮罩效果。另外，加強部件135的厚度為0.05mm-1mm，可根據構成適當決定該厚度。
(導電性粘合劑層130)
導電性粘合劑層130由各向同性導電性粘合劑和各向異性導電性粘合劑中的任意粘合劑形成。各向同性導電性粘合劑具有與現有的焊料相同的電性質。由此，以各向同性導電性粘合劑形成導電性粘合劑層130時，在由厚度方向、寬度方向以及長度方向構成的三維方向均能保證電導通狀態。另一方面，以各向異性導電性粘合劑形成導電性粘合劑層130時，只能在由厚度方向構成的二維方向上保證電導通狀態。另外，導電性粘合劑層130可以由通過混合以軟磁性材料為主成分的導電性粒子和粘合劑後所得到的導電性粘合劑形成。
導電性粘合劑層130所包含的粘合劑例如有丙烯酸類樹脂、環氧類樹脂、矽氧烷類樹脂、熱塑性彈性體類樹脂、橡膠類樹脂、聚酯類樹脂、氨基甲酸酯類樹脂等。另外，粘合劑可以是上述樹脂的單體，還可以是上述樹脂的混合體。此外，粘合劑還可以包含增粘劑。增粘劑例如有脂肪酸烴類樹脂、C5/C9混合樹脂、松香、松香衍生物、萜樹脂、芳香族烴類樹脂、熱反應性樹脂等增粘劑。
(膜120)
膜120包括：以接觸狀態粘合於導電材料123的導電層122、設置在導電層122上的絕緣層121。膜120通過具有導電層122，從而具有遮罩電磁波等雜訊的遮罩效果。
導電材料123由各向同性導電性粘合劑和各向異性導電性粘合劑中的任意粘合劑形成。各向同性導電性粘合劑 具有與現有的焊料相同的電性質。由此，以各向同性導電性粘合劑形成導電材料123時，在由厚度方向、寬度方向以及長度方向構成的三維方向上均能保證電導通狀態。另一方面，以各向異性導電性粘合劑形成導電材料123時，只能在由厚度方向構成的二維方向上保證電導通狀態。另外，導電材料123由各向同性導電性粘合劑形成時，導電材料123可具有導電層122的功能，因此，有時還可以省略設置導電層122。
此外，導電材料123由絕緣性粘合劑和分散在絕緣性粘合劑中的導電性粒子構成。具體而言，絕緣性粘合劑作為粘合性樹脂，由聚苯乙烯類、醋酸乙烯類、聚酯類、聚乙烯類、聚丙烯類、聚酰胺類、橡膠類、丙烯酸類等熱塑性樹脂、或者苯酚類、環氧類、氨基甲酸酯類、三聚氰胺類、醇酸類等熱固性樹脂構成。此外，在上述的粘合性樹脂中混合金屬、碳等導電性粒子，以製備具有導電性的導電性粘合劑。當對耐熱性沒有特別要求時，優選不受保管條件等限制的聚酯類熱塑性樹脂，有耐熱性要求或者要求更佳的可撓性時優選高可靠性的環氧類熱固性樹脂。此外，在上述任意情況下都優選在實施熱壓時滲出(樹脂流動性)少的樹脂。另外，導電材料123的厚度為3μm-30μm，但是不需要特別加以限定，可進行適當設定。
導電層122具有對來自從主基板發送的電信號中的不需要的輻射或者來自外部的電磁波等的雜訊進行遮罩的遮罩效果。導電層122是由鎳、銅、銀、錫、金、鈀、鋁、 鉻、鈦、鋅以及含有上述材料中的一種或兩種以上材料的合金形成的金屬層。另外，可根據所要求的遮罩效果適當選擇金屬材料。銅與大氣接觸時易被氧化，金則價格太高，因此，優選廉價的鋁或可靠性高的銀。此外，膜厚度可根據所要求的遮罩效果以及抗反復彎曲/擦動性而適當選擇即可，但是優選的厚度為0.01μm-10μm。當厚度小於0.01μm時不能得到充分的遮罩效果，當超過10μm時彎曲性存在問題。另外，導電層122的形成方法有真空沉積、濺射、CVD法、MO(金屬有機法)、鍍金、薄片法等，但是就批量生產方面而言，優選真空沉積法，從而能夠得到廉價且穩定的導電層122。另外，如上所述，當導電材料123由各向同性導電性粘合劑形成時，有時還可以省略設置導電層122。
絕緣層121由環氧類、聚酯類、丙烯酸類、苯酚類以及氨基甲酸酯類等樹脂或者上述樹脂的混合物形成，起到保持絕緣性並且覆蓋導電層122使其不會直接向外部露出的作用。另外，絕緣層121的厚度為1μm-10μm，但是不需要特別加以限定，可進行適當設定。
在以上的說明中，以特徵部分為中心進行說明，使得能更容易理解本發明，然而本發明並不限於在上述的詳細說明中記載的實施例，而是還可以適用於其他的實施例，應盡可能擴大解釋其適用範圍。例如，本實施例中，印刷電路板1包括膜120，但是並不限於此，如圖2所示，還可以省略設置膜120。
此外，在本說明書中使用的術語和語法僅用於準確地說明本發明，並不用於對本發明的解釋加以限制。此外，所屬技術領域的技術人員能夠從本說明書所記載的發明的概念容易想到本發明的概念所包含的其他的構成、系統、方法等。由此，申請專利範圍書所要保護的範圍應包括不脫離本發明技術思想的範圍的等同結構。此外，為了充分理解本發明的目的和本發明的效果，期望充分參考已經公開的文獻等。
[實施例1]
在實施例1、2中測定在表面中氫氧化鎳和鎳的表面積比率為1.8-3.0的加強部件(鎳層)的剝離強度。此外，在比較例1、2中測定上述比率小於1.8的加強部件的剝離強度。
另外，所使用的加強部件的尺寸為10mm×180mm×0.2mm。粘合加強部件的導電性粘合劑層使用了日本大自達電線股份有限公司製的CBF-300(厚度40μm)。此外，加強部件的鍍鎳方法、鍍鎳厚度、氫氧化鎳和鎳的表面積比率均記載在表1中。
另外，基於JIS C6471(1995年)的機械性能試驗/銅箔剝離強度、方法A(90°方向的剝離)標準進行了剝離強度的測定。
(實施例1、2和比較例1、2的測定結果)
通過上述對加強部件的剝離強度進行了測定，並將測定結果示於表1中。另外，“剝離強度值評價”欄的“○” 表示得到了作為加強部件所需具備的適當的剝離強度，即，剝離強度值大於或等於10N/cm。此外，同一欄的“×”則表示剝離強度值小於10N/cm。
根據上述的測定結果，可知：在表面積比率小於1.8的比較例1和2中，不能得到作為加強部件適當的剝離強度。此外，可知：在表面積比率為1.8-3.0的實施例1和2中，得到了作為加強部件適當的剝離強度。即，由上述可知：為獲取適當的剝離強度，加強部件(鎳層)表面的表面積比率優選為1.8-3.0。
另外，在實施例1和2中均通過使用氨基磺酸鎳浴的電解鍍來形成鎳層，因此，可知：作為形成鎳層的鍍鎳方法，氨基磺酸鎳浴較為適合。
[實施例2]
在實施例1-5中測定了通過氨基磺酸鎳浴形成的鎳層的表面光澤度小於或等於500的加強部件的電阻值。此外，在比較例1-7中分別對未實施鍍鎳的加強部件、通過瓦茲浴形成鎳層的加強部件以及通過無電解鎳鍍形成鎳層的加強部件進行了電阻值測定。
另外，使用的加強部件的尺寸為10mm×180mm×0.2mm。 此外，在測定電阻值時，使用了株式會社山崎精機研究所製的“載荷可變式接觸電阻測定器”，將載荷固定為0.5N，測定了加強部件的兩面(A面和B面)的表面電阻值。另外，分別對初始狀態的加強部件和在溫度為85℃、濕度為85% RH的環境下放置96小時後的加強部件進行電阻值測定，並將加強部件的兩面(A面和B面)的平均值設為電阻值。此外，所使用的加強部件的鍍鎳方法、鍍鎳厚度分別示於表2中。
另外，使用日本電色株式會社製的攜帶型光澤度計PG-1在下述條件下測定了光澤度，即：測定角度為60°、光學系為JIS Z8741、遵循ISO 2813、ATSM D 523、DIN 67530、光源為鎢燈、檢測器為光電二極體。分別對樣品的前端部、中間部、後端部的任意三個位置共9個位置進行測定，將它們的平均值設為光澤度。
(實施例3-7與比較例3-7的測定結果)
如上所述對加強部件的電阻值進行了測定並將測定結果示於表2中。另外，“電阻值評價”欄的“○”表示：(A)初始電阻值小於1 Ω，並且，(B)在溫度為85℃且濕度為85% RH的環境下放置96小時後加強部件的電阻值除以(A)初始電阻值所得的值小於12。此外，同一欄的“×”表示：(A)初始電阻值大於或等於1 Ω；或者，(B)在溫度為85℃且濕度為85% RH的環境下放置96小時後加強部件的電阻值除以(A)初始電阻值所得的值大於或等於12。
根據上述的測定結果，可知：未實施鍍鎳的比較例3在初始狀態和在溫度為85℃並且濕度為85% RH的環境下放置96小時後的狀態中均不能得到適當的電阻值。此外，可知：在光澤度大於500的比較例4和5中，在溫度為85℃並且濕度為85% RH的環境下放置96小時後，加強部件未能獲得適當的電阻值。此外，可知：通過瓦茲浴或無電解鎳鍍形成鎳層的比較例4-7中，在溫度為85℃並且濕度為85% RH的環境下放置96小時後，加強部件未能獲得適當的電阻值。
另外，可知：光澤度小於或等於500，並且通過使用氨基磺酸鎳浴的電解鍍形成鎳層的實施例3-7中，無論是在初始狀態還是在溫度為85℃並且濕度為85% RH的環境中放置96小時後的狀態下加強部件均能獲得適當的電阻值。即，由上述可知：要得到適當的電阻值，加強部件(鎳層)表面的光澤度優選為小於或等於500，優選通過使用氨基磺酸鎳浴的電解鍍形成鎳層。
1‧‧‧印刷電路板
90a‧‧‧電磁波
110‧‧‧印刷電路板
111‧‧‧絕緣膜
112‧‧‧基底部件
113‧‧‧粘合劑層
115‧‧‧接地用電路圖案
120‧‧‧遮罩膜
121‧‧‧絕緣層
122‧‧‧導電層
123‧‧‧導電材料
130‧‧‧導電性粘合劑層
135‧‧‧加強部件
135a‧‧‧基材
135b‧‧‧鎳層
150‧‧‧電子部件
160‧‧‧孔部
圖1是本實施例的印刷電路板的局部剖視圖。
圖2是本實施例的印刷電路板的局部剖視圖。
1‧‧‧印刷電路板
90a‧‧‧電磁波
110‧‧‧印刷電路板
111‧‧‧絕緣膜
112‧‧‧基底部件
113‧‧‧粘合劑層
115‧‧‧接地用電路圖案
120‧‧‧遮罩膜
121‧‧‧絕緣層
122‧‧‧導電層
123‧‧‧導電材料
130‧‧‧導電性粘合劑層
135‧‧‧加強部件
135a‧‧‧基材
135b‧‧‧鎳層
150‧‧‧電子部件
160‧‧‧孔部

Claims (3)

  1. 一種印刷電路板，其特徵在於包括：加強部件，在由不銹鋼製成的基材的表面形成有鎳層；以及導電性粘合劑層，接合在上述加強部件的表面上，在上述加強部件的表面中，氫氧化鎳和鎳的表面積比率為1.8-3.0。
  2. 一種印刷電路板，其特徵在於包括：加強部件，在由不銹鋼製成的基材的表面形成有鎳層；以及導電性粘合劑層，接合在上述加強部件的表面上，上述加強部件的表面光澤度小於或等於500，在上述加強部件的表面中，氫氧化鎳和鎳的表面積比率為1.8-3.0。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的印刷電路板，其中，在上述加強部件中，上述鎳層通過使用氨基磺酸鎳浴的電解鍍而形成。
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