WO2014156621A1 - フレキシブルプリント配線板用基板及びその製造方法、並びにそれを用いたフレキシブルプリント配線板 - Google Patents

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printed wiring
flexible printed
wiring board
copper
conductive pattern
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隆幸 米澤
改森 信吾
菅原 潤
省吾 浅井
淑文 内田
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住友電気工業株式会社
住友電工プリントサーキット株式会社
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    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/386Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of an organic polymeric bonding layer, e.g. adhesive

Definitions

  • the present invention relates to a flexible printed wiring board substrate, a manufacturing method thereof, and a flexible printed wiring board using the same.
  • a flexible printed wiring board is formed by attaching a copper foil to the surface side of a base film of a polyimide resin film, forming a conductive pattern on the copper foil by etching or the like, and then attaching a protective film to cover the copper foil surface. It is formed by sticking through.
  • This protective film is made of polyimide resin or the like, and plays a role of preventing, insulating and protecting the conductive pattern.
  • the ambient temperature is high, so long-term heat resistance at 150 ° C is required. Further, when used around the engine, oil resistance is required in addition to the long-term heat resistance.
  • the current flexible printed wiring board has insufficient long-term heat resistance and oil resistance, and there is a disadvantage that the protective film is easily peeled off from the base film.
  • JP 2011-190425 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-213241
  • the present invention has been made in view of the circumstances as described above, and provides a flexible printed wiring board substrate having high long-term heat resistance and oil resistance, a method for producing the same, and a flexible printed wiring board using the same. With the goal.
  • the adhesive itself may be oxidized and deteriorated.
  • the conductive pattern of the copper foil is placed in a high temperature state to oxidize copper, and a fragile portion of copper oxide is formed at the interface with the adhesive layer.
  • the first aspect of the flexible printed wiring board substrate according to the present invention An insulating and flexible base film; A flexible printed wiring board substrate comprising a copper conductive pattern laminated on one or both surfaces of the base film, It is laminated
  • substrate for flexible printed wiring boards based on this invention made
  • a flexible printed wiring board substrate comprising a copper conductive pattern laminated on one or both surfaces of this base film via a base film adhesive layer,
  • another aspect according to the second aspect of the flexible printed wiring board substrate of the present invention further includes a shielding layer for preventing leakage of copper or permeation of copper reactive components on the other surface of the conductive pattern. It is characterized by that.
  • the flexible printed wiring board according to the present invention made to solve the above problems is
  • the shielding layer prevents copper leakage from the conductive pattern and suppresses copper diffusion to the periphery, and copper reactive components such as oxygen and sulfur By preventing the permeation of the copper, the reaction between the copper reactive component and copper is suppressed, and the risk of forming a fragile portion is reduced. From this, it can use suitably as a board
  • the flexible printed wiring board which concerns on this invention is a flexible printed wiring board using the board
  • the shielding layer prevents copper leakage from the conductive pattern, so that the diffusion of copper into the adhesive is suppressed, and the risk of the protective film peeling off is reduced.
  • the shielding layer prevents the permeation of copper reactive components such as oxygen and sulfur, so that the reaction between the copper reactive components and copper is suppressed, and a fragile portion may be formed. Less. As a result, the long-term heat resistance and oil resistance of the flexible printed wiring board are increased.
  • the copper leakage means that the copper of the conductive pattern moves around the conductive pattern, and includes, for example, diffusion of copper into the adhesive.
  • a copper reactive component means the component which produces
  • the adhesive strength between the protective film and the conductive pattern after leaving the flexible printed wiring board according to the present invention in an automatic transmission fluid (ATF) oil mist at 150 ° C. for 1,000 hours is 2 N / cm or more. Preferably there is. By being 2 N / cm or more, even if a flexible printed wiring board is used around the engine and the transmission, there is less possibility of an insulation failure due to peeling of the protective film.
  • ATF automatic transmission fluid
  • the adhesive strength between the protective film and the conductive pattern after leaving the flexible printed wiring board according to the present invention in ATF oil at 150 ° C. for 1,000 hours is preferably 2 N / cm or more. By being 2 N / cm or more, even if a flexible printed wiring board is used around the engine and the transmission, there is less possibility of an insulation failure due to peeling of the protective film.
  • the adhesive strength between the protective film and the conductive pattern after heat-treating the flexible printed wiring board according to the present invention in air at 150 ° C. for 1,000 hours is 70% or more of the adhesive strength before the heat treatment. Preferably there is.
  • the adhesive strength after the heat treatment is 70% or more, even when the flexible printed wiring board is used at a high temperature of 150 ° C., there is less possibility of causing an insulation failure due to peeling of the protective film.
  • the “adhesive strength” is a value measured in accordance with JIS-C-6481, and means a value measured by changing the peeling direction 90 ° to 180 °.
  • This adhesive strength can be measured using, for example, “Precision Universal Testing Machine Autograph (AG-IS), manufactured by Shimadzu Corporation” as a testing machine.
  • AG-IS Precision Universal Testing Machine Autograph
  • the adhesive strength between the protective film and the conductive pattern is the peel strength between the protective film and a conductor (for example, copper foil) that is not patterned.
  • the main component of the shielding layer is preferably nickel (Ni), tin (Sn), or aluminum (Al).
  • Ni, Sn or Al When the main component of the shielding layer is Ni, Sn or Al, leakage of copper from the conductive pattern and permeation of the copper reactive component to the conductive pattern can be further prevented.
  • a main component means the component with most mass contained among all the components contained.
  • the shielding layer can be formed by plating treatment of nickel (Ni) or tin (Sn) and vapor deposition of aluminum (Al), but may be formed by plating treatment on the surface of the conductive pattern. preferable.
  • the shielding layer is more preferably Ni or Sn that can be easily formed by plating.
  • a method of forming a conductive pattern after plating on copper can be adopted.
  • the conductive pattern is plated.
  • the method is preferred.
  • plating is performed not only on the surface of the conductive pattern but also on the side surface, that is, the shielding layer is formed not only on the surface of the conductive pattern but also on the side surface.
  • the long-term heat resistance and oil resistance of a protective film improve more because a shielding layer is formed to the side surface of a conductive pattern.
  • the average thickness of the shielding layer is preferably 0.01 ⁇ m or more and 6.0 ⁇ m or less. When the average thickness of the shielding layer is within the above range, it is possible to easily and accurately prevent the leakage of copper and the permeation of the copper reactive component by the shielding layer.
  • the main component of the adhesive constituting the adhesive layer is preferably a polyimide resin. Since the main component of the adhesive is a polyimide resin, even if the flexible printed wiring board is placed under a high temperature condition for a long time, it is possible to suppress a decrease in adhesive force due to oxidative degradation of the adhesive. Increases long-term heat resistance.
  • a main component means the component with most mass contained among all the components contained.
  • substrate for flexible printed wiring boards based on this invention made
  • the flexible printed wiring board has high long-term heat resistance and oil resistance, and the protective film does not easily peel off from the base film even when placed in a high-temperature atmosphere at 150 ° C. or in oil or oil mist at 150 ° C. Substrates can be manufactured.
  • the flexible printed wiring board substrate, the manufacturing method thereof, and the flexible printed wiring board using the same can increase long-term heat resistance and oil resistance.
  • FIG. 1 is a schematic end view showing a flexible printed wiring board substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic end view showing a flexible printed wiring board substrate according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic end view showing a flexible printed wiring board substrate according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic end view showing a flexible printed wiring board according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic end view for explaining a method of manufacturing the flexible printed wiring board of FIG.
  • FIG. 6 is a schematic end view showing the flexible printed wiring board of Example 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of the sealed container used in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic end view showing a flexible printed wiring board substrate according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate for flexible printed wiring board 7 is laminated on the surface of the base film 2 having insulation and flexibility, the copper conductive pattern 3 laminated on the surface side of the base film 2, and the surface of the conductive pattern 3.
  • the base film 2 is comprised from the sheet-like member which has insulation and flexibility, and can specifically employ
  • a resin film for example, polyimide resin, polyethylene terephthalate resin, liquid crystal polymer (LCP), fluorine resin, or the like can be used. From the viewpoints of flexibility and strength, a polyimide resin is preferable.
  • other resin, a weathering agent, an antistatic agent, etc. are mix
  • the average thickness of the base film 2 is not particularly limited, but may be, for example, 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the conductive pattern 3 is formed in a desired planar shape (pattern) by etching the copper foil 9 laminated on the base film 2.
  • the lower limit of the average thickness of the conductive pattern 3 is not particularly limited, but is preferably 2 ⁇ m and more preferably 5 ⁇ m. Moreover, although it does not specifically limit as an upper limit of the average thickness of the conductive pattern 3, 100 micrometers is preferable and 75 micrometers is more preferable. If the average thickness of the conductive pattern 3 is less than the above lower limit, the electrical conductivity may be insufficient, and if it exceeds the upper limit, it may be contrary to the demand for thinning.
  • the shielding layer 6 is a layer laminated on the surface and side surfaces (etching cross section) of the conductive pattern 3 as described above.
  • the material of the shielding layer 6 is not particularly limited as long as it can prevent the leakage of copper from the conductive pattern 3 or the permeation of the copper reactive component into the conductive pattern 3.
  • metals, resins, ceramics, and their A mixture or the like can be used.
  • Ni, Sn, or Al is preferably used.
  • the main component of the shielding layer 6 is Ni, Sn, or Al, the leakage of copper from the conductive pattern 3 and the permeation of the copper reactive component to the conductive pattern 3 can be further prevented.
  • the Ni and Sn shielding layer 6 can be formed by plating, and the Al shielding layer 6 can be formed by vapor deposition. Further, for example, it can be formed by a chemical vapor deposition method such as thermal CVD or plasma CVD, a physical vapor deposition method such as sputtering or ion plating, or a thermal spraying method such as gas spraying or electric spraying.
  • the shielding layer 6 is preferably formed by plating. In this way, by forming the shielding layer 6 by plating, the shielding layer 6 having a suitable thickness and an appropriate thickness can be formed at a low cost. Therefore, the shielding layer 6 is more preferably Ni and Sn that can be easily formed by plating.
  • the flexible printed wiring board 1 is generally subjected to a high-temperature process such as soldering in a reflow furnace at the time of manufacture, and is assumed to be used at a high temperature of 150 ° C. Ni which is excellent in the resistance is more preferable.
  • the shielding layer 6 is formed by performing plating after forming a conductive pattern in a desired planar shape as described above.
  • the lower limit of the average thickness of the shielding layer 6 is not particularly limited, but is preferably 0.01 ⁇ m, more preferably 0.03 ⁇ m, and even more preferably 0.05 ⁇ m.
  • the upper limit of the average thickness of the shielding layer 6 is not particularly limited, but is preferably 6.0 ⁇ m, more preferably 1.0 ⁇ m, and further preferably 0.5 ⁇ m. If the average thickness of the shielding layer 6 is less than the lower limit, copper leakage and prevention of copper reactive component permeation may not be sufficient. Moreover, even if it exceeds the said upper limit, the effect of prevention of the leakage of copper and permeation
  • FIG. 2 is a schematic end view showing a flexible printed wiring board substrate according to another embodiment of the present invention.
  • a substrate 7 for a flexible printed wiring board includes a base film 2 having insulation and flexibility, a copper conductive pattern 3 laminated on the surface side of the base film 2 via a base film adhesive layer 10, and
  • the conductive pattern 3 includes a shielding layer 6 that is laminated on the surface that is in contact with the base film adhesive layer 10 and prevents leakage of copper or permeation of copper reactive components.
  • the constituent materials, thickness dimensions, and the like of the base film 2, the conductive pattern 3, and the shielding layer 6 are the base film, the conductive pattern, and the constituent material of the shielding layer of the flexible printed wiring board substrate according to the embodiment of the present invention described above. It is equivalent to the thickness dimension.
  • the constituent material of the adhesive layer 10 for base films is equivalent to what is used for the adhesive layer of the flexible printed wiring board concerning this invention mentioned later.
  • the average thickness of the adhesive layer 10 for base films although not specifically limited, 3 micrometers is preferable and 5 micrometers is more preferable.
  • an upper limit of the average thickness of the adhesive layer 10 for base films although it does not specifically limit, 50 micrometers is preferable and 20 micrometers is more preferable. If the average thickness is less than the above lower limit, the adhesive strength may not be sufficient. Moreover, when average thickness exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the flexibility of the said board
  • FIG. 3 is a schematic end view showing a flexible printed wiring board substrate according to still another embodiment of the present invention.
  • a substrate 7 for a flexible printed wiring board includes a base film 2 having insulation and flexibility, a copper conductive pattern 3 laminated on the surface side of the base film 2 via a base film adhesive layer 10, and And a shielding layer 6 that is laminated on both surfaces of the conductive pattern 3 and prevents leakage of copper or permeation of copper reactive components.
  • the constituent materials, thickness dimensions, and the like of the base film 2, the conductive pattern 3, the shielding layer 6, and the base film adhesive layer 10 are the same as those of the above-described flexible printed wiring board substrate. *
  • FIG. 4 is a schematic end view showing a flexible printed wiring board according to an embodiment of the present invention.
  • the flexible printed wiring board 1 includes an insulating and flexible base film 2, a copper conductive pattern 3 laminated on the surface side of the base film 2, and an adhesive layer 4 on the surface side of the conductive pattern 3. And a shielding layer 6 which is laminated on the surface of the conductive pattern 3 and prevents leakage of copper or permeation of copper reactive components.
  • the flexible printed wiring board 1 includes a substrate 7 having the base film 2, the conductive pattern 3, and the shielding layer 6, and a coverlay film 8 having the protective film 5 and the adhesive layer 4. I have.
  • the protective film 5 is not adhered to a portion where a land electrically connected to another portion is formed in the conductive pattern 3.
  • the constituent materials, thickness dimensions, etc. of the base film 2, the conductive pattern 3, and the shielding layer 6 are the constituent materials, thickness dimensions, etc. of the base film, the conductive pattern, and the shielding layer of the above-described flexible printed wiring board substrate according to the present invention. Is equivalent to
  • the adhesive layer 4 is laminated on the back surface of the protective film 5 and adheres the protective film 5 to the substrate 7 as described above.
  • a main component of the adhesive constituting this adhesive layer 4 for example, polyimide resin, epoxy resin, alkyd resin, urethane resin, phenol resin, melamine resin, acrylic resin, polyamide resin, polyethylene resin, polystyrene resin, polypropylene resin, Examples thereof include polyester resin, vinyl acetate resin, and rubber.
  • the main component of the adhesive is preferably a polyimide resin, and more preferably a siloxane-modified polyimide resin.
  • a polyimide resin as the main component of this adhesive, it is possible to suppress a decrease in adhesive force due to oxidative degradation of the adhesive even when placed under high temperature conditions for a long time, and the adhesive has high long-term heat resistance Become. Moreover, the improvement of adhesive force can be expected by using a flexible siloxane-modified polyimide resin.
  • curing agent, etc. are mix
  • the lower limit of the average thickness of the adhesive layer 4 is not particularly limited, but is preferably 12.5 ⁇ m, and more preferably 15 ⁇ m. Moreover, as an upper limit of the average thickness of the adhesive bond layer 4, although it does not specifically limit, 100 micrometers is preferable and 75 micrometers is more preferable. If the average thickness of the adhesive layer 4 is less than the above lower limit, the adhesive strength may not be sufficient. Moreover, when the average thickness of the adhesive layer 4 exceeds the above upper limit, the flexibility of the flexible printed wiring board 1 may be impaired.
  • a resin film is usually used, and examples of the main component include polyimide resin, epoxy resin, phenol resin, acrylic resin, polyester resin, and polyethylene terephthalate resin.
  • a polyimide resin is preferable from the viewpoint of heat resistance.
  • a subcomponent of the protective film 5 it is equivalent to the above-mentioned base film 2.
  • the average thickness of the protective film 5 Although it does not specifically limit as a minimum of the average thickness of the protective film 5, 3 micrometers is preferable and 10 micrometers is more preferable. Moreover, as an upper limit of the average thickness of the protective film 5, although not specifically limited, 500 micrometers is preferable and 150 micrometers is more preferable. If the average thickness of the protective film 5 is less than the above lower limit, the insulating property may not be sufficient. Moreover, when the average thickness of the protective film 5 exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the flexibility of the said flexible printed wiring board 1 may be impaired.
  • the adhesive strength between the protective film 5 and the conductive pattern 3 is preferably 3 (N / cm) or more when the flexible printed wiring board 1 is heat-treated in the atmosphere at 150 ° C. for 1,000 hours, and is preferably 5 (N / cm). The above is more preferable. There exists a possibility that the protective film 5 may peel in the use environment in a motor vehicle etc. that the adhesive strength after heat processing is less than the said minimum.
  • the adhesive strength between the protective film 5 and the conductive pattern 3 is preferably 3 (N / cm) or more, more preferably 5 (N / cm) or more in the state before heat treatment for 1,000 hours in the atmosphere at 150 ° C. preferable.
  • the protective film 5 may be peeled off during the production of the flexible printed wiring board 1. Further, the adhesive strength between the protective film 5 and the conductive pattern 3 is preferably 70% or more, more preferably 80% or more of the adhesive strength before the heat treatment, after the heat treatment. If the adhesive strength is less than the above lower limit, the protective film 5 may be peeled off under the environment of use around the engine and transmission. The adhesive strength after the heat treatment is preferably 150% or less of the adhesive strength before the heat treatment.
  • the adhesive strength between the protective film 5 and the conductive pattern 3 after leaving the flexible printed wiring board 1 in an automatic transmission fluid (ATF) oil at 150 ° C. for 1,000 hours may be 2 (N / cm) or more. preferable. By being 2 (N / cm) or more, even if a flexible printed wiring board is used around the engine and the transmission, there is less possibility of an insulation failure due to peeling of the protective film.
  • the adhesive strength between the protective film 5 and the conductive pattern 3 after leaving the flexible printed wiring board 1 in an ATF oil mist at 150 ° C. for 1,000 hours is preferably 2 (N / cm) or more. By being 2 (N / cm) or more, even if a flexible printed wiring board is used around the engine and the transmission, there is less possibility of an insulation failure due to peeling of the protective film. .
  • the manufacturing method of the flexible printed wiring board 1 includes a base film 2 having insulating properties and flexibility, a copper conductive pattern 3 stacked on the surface side of the base film 2, and a surface of the conductive pattern 3.
  • Manufacturing a flexible printed wiring board substrate comprising a step of forming a substrate 7 provided with a shielding layer 6 for preventing copper leakage or copper reactive component permeation, and using the flexible printed wiring board substrate, the substrate 7 And laminating a protective film 5 on the surface side of the protective film 5 with an adhesive layer 4 interposed therebetween.
  • the shielding layer 6 is Ni plating will be described.
  • a conductive film 3 having a predetermined planar shape is formed by etching a copper foil 9 using a laminate of a copper foil 9 (copper film) on a base film 2 as shown in FIG. And a step of forming the shielding layer 6 by plating the conductive pattern 3 thus formed.
  • Examples of the method of laminating the copper foil 9 on the base film 2 include an adhesion method in which the copper foil 9 is bonded with an adhesive, a casting method in which a resin composition that is a material of the base film 2 is applied on the copper foil 9, and sputtering.
  • Sputtering / plating method in which a metal layer is formed by electrolytic plating on a thin conductive layer (seed layer) having a thickness of several nanometers formed on the base film 2 by vapor deposition or laminating method in which a metal foil is attached by hot pressing. Can be used.
  • a resist film having a shape corresponding to the electric circuit to be formed is laminated on the surface of the copper foil 9, and the conductive pattern 3 is formed by etching.
  • the shielding layer 6 is formed by plating the conductive pattern 3 with Ni.
  • the conductive pattern 3 not only the surface of the conductive pattern 3 but also the side surface (etched surface) is plated with Ni.
  • Electrolytic plating and electroless plating can be used for this plating process. If electroless plating is used, the thickness of the shielding layer 6 can be made uniform easily and reliably.
  • the dense shielding layer 6 can be formed by using electrolytic plating, and the shielding layer 6 can be easily provided on the side surface of the conductive pattern 3. In particular, it is preferable to use electroless plating capable of plating the thin and uniform shielding layer 6 with inexpensive equipment.
  • the protective film 5 is not affixed to the place where the land is formed in the conductive pattern 3.
  • the substrate 7 to which the cover lay film 8 is attached is heated.
  • the heating temperature is preferably 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and the heating time is preferably 1 minute or longer and 60 minutes or shorter.
  • heating temperature and heating time By making heating temperature and heating time into the said range, while being able to exhibit the adhesiveness of the adhesive bond layer 4 effectively, alteration of the base film 2 grade
  • the shielding layer 6 prevents copper from leaking from the conductive pattern 3. Copper is prevented from diffusing to the surface, and the risk of the protective film 5 peeling off is reduced. Moreover, since the shielding layer 6 prevents permeation of copper and copper-reactive components such as sulfur caused by oxygen and oil mist, the reaction between the copper and the copper-reactive component of the conductive pattern 3 is suppressed, and the formation of the fragile portion. Is suppressed. As a result, the long-term heat resistance and oil resistance of the flexible printed wiring board 1 are increased, and even if the flexible printed wiring board 1 is placed in a 150 ° C. atmosphere or 150 ° C. oil or oil mist for a long time, Peeling is significantly suppressed.
  • the said flexible printed wiring board 1 was used as the single-sided printed wiring board, it is good also as a double-sided printed wiring board. Moreover, it is good also as a multilayer printed wiring board which consists of a some base film. In such an embodiment as well, the long-term heat resistance and oil resistance of the flexible printed wiring board 1 are increased as in the above embodiment.
  • the shielding layer 6 was formed by performing a plating process
  • the conductive pattern 3 may be formed by etching after plating. That is, in the substrate forming step, the conductive pattern forming step can be performed after the shielding layer forming step.
  • the shielding layer 6 can be provided not only on the surface of the conductive pattern 3 but also on the side surface, and the long-term heat resistance and oil resistance of the protective film become higher. .
  • the shielding layer 6 and the adhesive layer 4 may not be adjacent to each other, and another layer such as a resin insulating layer may be provided between the shielding layer 6 and the adhesive layer 4. Since the shielding layer 6 prevents the leakage of copper from the conductive pattern 3 and the permeation of the copper reactive component to the conductive pattern 3, the present invention even if the shielding layer 6 and the adhesive layer 4 are not adjacent to each other in this way.
  • the protective film 5 is hardly peeled off from the base film 2.
  • FIG. 6 shows the configuration of the flexible printed wiring board 101 according to the first embodiment.
  • the flexible printed wiring board 101 as a sample was prepared as follows. A copper foil 109 was adhered and laminated on the surface of the base film 102, and a Ni shielding layer 106 was formed on the surface of the copper foil 109 by electroless plating. And the protective film 105 was adhere
  • Main component of base film 102 polyimide resin
  • Main component of adhesive constituting adhesive layer 104 polyimide resin
  • Main component of protective film 105 polyimide resin
  • Example 3 Among the conditions of Example 1, the material of the adhesive layer 104 was changed as follows, and the other conditions were the same as those of Example 1. a. Main component of the adhesive constituting the adhesive layer 104: acrylic resin
  • Example 4 Within the conditions of Example 1, a Sn plating shielding layer was formed by electroless plating instead of the Ni plating shielding layer. The thickness ( ⁇ m) of this Sn plating was 0.7 ⁇ m. Other conditions were the same as in Example 1.
  • Example 1 Of the conditions of Example 1, the Ni plating treatment on the copper foil 109 was not performed, the shielding layer 106 was omitted, and the other conditions were the same as those of Example 1.
  • Example 2 Of the conditions of Example 2, the Ni plating process on the copper foil 109 was not performed, the shielding layer 106 was omitted, and the other conditions were the same as those of Example 2.
  • Example 3 Of the conditions of Example 3, the Ni plating process on the copper foil 109 was not performed, the shielding layer 106 was omitted, and the other conditions were the same as those of Example 3.
  • Heat treatment condition 1 Heated in air at 150 ° C. for 1,000 hours.
  • Heat treatment condition 2 It was immersed in ATF oil “Toyota Genuine Auto Fluid (WS), manufactured by Toyota Motor Corporation” and heated at 150 ° C. for 1,000 hours.
  • Heat treatment condition 3 The same ATF oil B as in the heat treatment condition 2 is put to a depth L2: 140 mm in a sealed container A having an inner diameter R of 30 mm and a height L1: 300 mm shown in FIG. Heated in for 1,000 hours.
  • the temperature above the inside of the container is approximately 150 ° C., and the oil mist concentration in the container is a saturated concentration at 150 ° C.
  • ⁇ Adhesive strength measurement method> Based on JIS-C-6481, the value measured by changing the peeling direction 90 ° to 180 ° was taken as the adhesive strength.
  • As the testing machine “Precision Universal Testing Machine Autograph (AG-IS), manufactured by Shimadzu Corporation” was used. Note that in the measurement of the adhesive strength, the peel strength was measured by sandwiching the base film 102, the copper foil 109, and the shielding layer 106 together as one terminal, and sandwiching the protective film 105 between the other terminals.
  • the adhesive strength after heat treatment in Examples 1, 2 and 4 in which the main component of the adhesive is a polyimide resin is high. This is presumably because the heat resistance of the flexible printed wiring board was further increased due to the effect of the shielding layer because the main component of the adhesive was a polyimide resin and high heat resistance.
  • the adhesive strength after heat processing is 100% or more of the adhesive strength before heat processing, and has shown high heat resistance.
  • the adhesive strength after heat treatment of Example 3 is 1 (N / cm), but after heat treatment of Comparative Example 3
  • the data is such that there is no difference between the adhesive strength of 0 (N / cm). However, in actuality, Comparative Example 3 was 0 (N / cm) when the heat treatment was 150 hours, whereas Example 3 showed 7 (N / cm) when the heat treatment was 150 hours. There is a difference between the two.
  • the example in which Ni plating is performed and the comparative example in which Ni plating is not performed are compared with a flexible printed wiring board using the same adhesive (compared with Example 1). Comparison with Example 1 and Comparison between Example 2 and Comparative Example 2)
  • the adhesive strength before the heat treatment is similar, but the adhesive strength after the heat treatment is the comparative example in the example. Higher than. This is presumably because the shielding layer prevented the leakage of copper from the copper foil and the permeation of the copper reactive component into the copper foil.
  • the long-term heat resistance and oil resistance of the flexible printed wiring board can be increased by the shielding layer.
  • the present invention can be suitably used, for example, as a substrate for flexible printed wiring boards and flexible printed wiring boards that require long-term heat resistance and oil resistance.

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Abstract

本発明は、長期耐熱性及び耐油性の高いフレキシブルプリント配線板用基板及びその製造方法、並びにそれを用いたフレキシブルプリント配線板を提供することを目的とする。本発明に係るフレキシブルプリント配線板は、絶縁性及び可撓性を有するベースフィルムと、このベースフィルムの表面側に積層される銅製の導電パターンと、この導電パターンの表面側に接着剤層を介して積層される保護フィルムとを備える。また、フレキシブルプリント配線板は、上記導電パターンの表面に積層され、銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層を備える。上記遮蔽層の主成分が、ニッケル(Ni)、スズ(Sn)又はアルミニウム(Al)であるとよい。上記遮蔽層が、導電パターンの表面へのメッキ処理により形成されているとよい。上記遮蔽層の平均厚さが、0.01μm以上6.0μm以下であるとよい。

Description

フレキシブルプリント配線板用基板及びその製造方法、並びにそれを用いたフレキシブルプリント配線板
 本発明は、フレキシブルプリント配線板用基板及びその製造方法、並びにそれを用いたフレキシブルプリント配線板に関する。
 近年、自動車のシステムが電子化するのに伴い、自動車に搭載されるエンジンコントロールユニットの数が増えている。また、自動車の省エネ、軽量化へのニーズが高まる中、自動車のコンパクト化が求められており、それに伴い、フレキシブルプリント配線板への期待が高まっている。フレキシブルプリント配線板は、例えばポリイミド樹脂フィルムのベースフィルムの表面側に銅箔を貼着し、エッチング等により銅箔に導電パターンを形成した後、銅箔表面を被覆するよう保護フィルムを接着剤層を介して貼着することにより形成される。この保護フィルムは、ポリイミド樹脂等からなり、導電パターンの酸化防止、絶縁及び保護の役割を担っている。
 エンジン及びトランスミッション周りにフレキシブルプリント配線板を用いる場合、周辺温度が高温になることから150℃での長期耐熱性が必要とされる。さらに、エンジン周りに用いる場合、上記長期耐熱性に加え耐油性も必要である。しかしながら、現行のフレキシブルプリント配線板は長期耐熱性及び耐油性が十分ではなく、保護フィルムがベースフィルムから剥がれ易いという不都合がある。
 そこで、長期耐熱性を改善した接着剤が検討されている(特開2011-190425号公報及び特開2003-213241号公報参照)。
特開2011-190425号公報 特開2003-213241号公報
 しかしながら、特開2011-190425号公報及び特開2003-213241号公報の接着剤によっても十分な長期耐熱性は得られていない。本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、長期耐熱性及び耐油性の高いフレキシブルプリント配線板用基板及びその製造方法、並びにそれを用いたフレキシブルプリント配線板を提供することを目的とする。
 エンジン及びトランスミッション等周りのように150℃の高温下で保護フィルムが剥がれ易くなる原因として、接着剤自体が酸化劣化することが挙げられるが、それ以外にも次のことが考えられる。
(1)銅箔の導電パターンから銅が接着剤に拡散することにより、保護フィルムが剥がれ易くなる。
(2)銅箔の導電パターンが高温状態に置かれて銅が酸化し、接着剤層との界面に酸化銅の脆弱部が形成される。
(3)エンジン及びトランスミッション等周りのオイルミスト等に起因する硫黄等の銅反応性成分が浸透し、この銅反応性成分が銅と反応し、接着剤層との界面に硫化銅等の脆弱部が形成される。
 そこで、本発明者らは、上記(1)、(2)及び(3)の推定原因に基づき、銅の拡散、及び脆弱部の形成を防止することを検討した。
 上記課題を解決するためになされた本発明に係るフレキシブルプリント配線板用基板の第1の態様は、
 絶縁性及び可撓性を有するベースフィルムと、
 このベースフィルムの一方又は両方の表面に積層される銅製の導電パターンと
を備えるフレキシブルプリント配線板用基板であって、
 上記導電パターンの表面に積層され、銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層を備えることを特徴とする。
 また、上記課題を解決するためになされた本発明に係るフレキシブルプリント配線板用基板の第2の態様は、
 絶縁性及び可撓性を有するベースフィルムと、
 このベースフィルムの一方又は両方の表面にベースフィルム用接着剤層を介して積層される銅製の導電パターンと
を備えるフレキシブルプリント配線板用基板であって、
 上記導電パターンの一方の表面であって、上記ベースフィルム用接着剤層と接する側の表面に銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層を備えることを特徴とする。
 更に、本発明に係るフレキシブルプリント配線板用基板の第2の態様に係わる別の態様は、さらに上記導電パターンの他方の表面に銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層を備えることを特徴とする。
また、上記課題を解決するためになされた本発明に係るフレキシブルプリント配線板は、
 上記本発明に係るフレキシブルプリント配線板用基板と、
 上記導電パターンの表面側に接着剤層を介して積層される保護フィルムと
 を備えるフレキシブルプリント配線板である。
上記本発明に係る各態様のフレキシブルプリント配線板用基板は、遮蔽層が導電パターンからの銅の漏出を防止して周辺への銅の拡散を抑制し、また酸素、硫黄等の銅反応性成分の透過を防止することで銅反応性成分と銅との反応を抑制し、脆弱部の形成されるおそれが少なくなる。これから、長期耐熱性及び耐油性を有するフレキシブルプリント配線板用基板として好適に使用できる。
 また、本発明に係るフレキシブルプリント配線板は、上記本発明に係る各態様のフレキシブルプリント配線板用基板を用いたフレキシブルプリント配線板である。
当該フレキシブルプリント配線板は、遮蔽層が導電パターンからの銅の漏出を防止することで、接着剤中への銅の拡散が抑制され、保護フィルムの剥がれるおそれが少なくなる。また、当該フレキシブルプリント配線板は、遮蔽層が酸素、硫黄等の銅反応性成分の透過を防止することで、銅反応性成分と銅との反応が抑制され、脆弱部が形成されるおそれが少なくなる。結果として、フレキシブルプリント配線板の長期耐熱性及び耐油性が高くなる。なお、銅の漏出とは、導電パターンの銅が導電パターンの周囲に移動することを意味し、例えば接着剤への銅の拡散が含まれる。また、銅反応性成分とは、銅と化合物を生成する成分を意味し、例えば酸素や硫黄が含まれる。 
また、本発明に係るフレキシブルプリント配線板を150℃のオートマチックトランスミッションフルード(ATF)オイルミスト中に1,000時間放置した後の上記保護フィルムと上記導電パターンとの接着強度は、2N/cm以上であることが好ましい。2N/cm以上であることで、エンジン及びトランスミッション周りにフレキシブルプリント配線板を使用しても、保護フィルムの剥がれによる絶縁不良が生じるおそれが少なくなる。
更に、本発明に係るフレキシブルプリント配線板を150℃のATFオイル中に1,000時間放置した後の上記保護フィルムと上記導電パターンとの接着強度は、2N/cm以上であることが好ましい。2N/cm以上であることで、エンジン及びトランスミッション周りにフレキシブルプリント配線板を使用しても、保護フィルムの剥がれによる絶縁不良が生じるおそれが少なくなる。
 また、本発明に係るフレキシブルプリント配線板を150℃の大気中に1,000時間で熱処理した後の上記保護フィルムと上記導電パターンとの接着強度は、上記熱処理前の接着強度の70%以上であることが好ましい。熱処理後の接着強度が70%以上であることで、フレキシブルプリント配線板を150℃の高温で使用しても、保護フィルムの剥がれによる絶縁不良が生じるおそれが少なくなる。
なお、「接着強度」は、JIS-C-6481に準拠して測定した値であり、引き剥がし方向90°を180°に変えて測定した値を意味する。この接着強度は、試験機として例えば「精密万能試験機オートグラフ(AG-IS)、株式会社島津製作所製」を用いて測ることが可能である。また、保護フィルムと導電パターンとの接着強度とは、保護フィルムとパターニングしていない導体(例えば銅箔)との剥離強度である。
上記遮蔽層の主成分は、ニッケル(Ni)、スズ(Sn)又はアルミニウム(Al)であることが好ましい。遮蔽層の主成分が、Ni、Sn又はAlであることにより、導電パターンからの銅の漏出及び導電パターンへの銅反応性成分の透過をより防止することができる。なお、主成分とは、含有される全成分のうち最も含有質量が多い成分をいう。
 上記遮蔽層は、ニッケル(Ni)又はスズ(Sn)はメッキ処理、アルミニウム(Al)は蒸着等によって形成することが可能であるが、導電パターンの表面へのメッキ処理により形成されていることが好ましい。このように遮蔽層をメッキ処理で形成することにより、低コストで適当な厚みを有した遮蔽能力の高い遮蔽層を形成することができる。したがって、遮蔽層は、メッキ処理で形成が容易なNi、Snがより好ましい。
 このメッキ処理によって遮蔽層を形成するには、例えば銅にメッキ処理した後に導電パターンを形成する方法を採用することも可能であるが、銅の導電パターンを形成した後にこの導電パターンにメッキ処理する方法が好ましい。導電パターン形成後にメッキ処理する方法を採用することで、導電パターンの表面のみならず側面までメッキ処理され、つまり遮蔽層が導電パターンの表面のみならず側面にまで形成される。このように遮蔽層が導電パターンの側面まで形成されることで、保護フィルムの長期耐熱性及び耐油性がより向上する。
 上記遮蔽層の平均厚さは、0.01μm以上6.0μm以下であることが好ましい。遮蔽層の平均厚みが上記範囲内にあることで、遮蔽層による銅の漏出及び銅反応性成分の透過の防止を容易かつ的確に防止することが可能となる。
 上記接着剤層を構成する接着剤の主成分は、ポリイミド樹脂であることが好ましい。接着剤の主成分がポリイミド樹脂であることで、当該フレキシブルプリント配線板が長時間高温条件下に置かれても接着剤の酸化劣化に伴う接着力の低下を抑制することができ、接着剤の長期耐熱性が高くなる。なお、主成分とは、含有される全成分のうち最も含有質量が多い成分をいう。
 
また、上記課題を解決すべくなされた本発明に係るフレキシブルプリント配線板用基板の製造方法は、
 絶縁性及び可撓性を有するベースフィルム、このベースフィルムの表面側に積層される銅製の導電パターン、及びこの導電パターンの表面に積層され、銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層を備える基板を形成する工程を有する。
 この製造方法によれば、長期耐熱性及び耐油性が高く、150℃の高温雰囲気や150℃のオイル中またはオイルミスト中に長期間置かれても保護フィルムがベースフィルムから剥がれ難いフレキシブルプリント配線板用の基板を製造することができる。
 当該フレキシブルプリント配線板用基板及びその製造方法、並びにそれを用いたフレキシブルプリント配線板は、長期耐熱性及び耐油性を高くすることができる。
図1は、本発明の一実施形態のフレキシブルプリント配線板用基板を示す模式的端面図である。 図2は、本発明の別の実施形態のフレキシブルプリント配線板用基板を示す模式的端面図である。 図3は、本発明の更に別の実施形態のフレキシブルプリント配線板用基板を示す模式的端面図である。 図4は、本発明の一実施形態のフレキシブルプリント配線板を示す模式的端面図である。 図5は、図4のフレキシブルプリント配線板の製造方法を説明するための模式的端面図である。 図6は、本発明の実施例1のフレキシブルプリント配線板を示す模式的端面図である。 図7は、本発明の実施例で用いた密閉容器の構成図である。
 以下、本発明に係るフレキシブルプリント配線板用基板及びそれを用いたフレキシブルプリント配線板の実施形態について図面を参照しつつ詳説する。 
[フレキシブルプリント配線板用基板]
 図1は本発明の一実施形態のフレキシブルプリント配線板用基板を示す模式的端面図である。フレキシブルプリント配線板用基板7は、絶縁性及び可撓性を有するベースフィルム2と、このベースフィルム2の表面側に積層される銅製の導電パターン3と、導電パターン3の表面に積層され、銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層6とを備える。
<ベースフィルム>
 ベースフィルム2は、絶縁性及び可撓性を有するシート状部材から構成されており、具体的には樹脂フィルムを採用可能である。この樹脂フィルムの主成分としては、例えばポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー(LCP)、フッ素樹脂等を用いることができる。可撓性及び強度の観点からポリイミド樹脂が好ましい。なお、この樹脂フィルムの副成分としては、例えば、他の樹脂、耐候剤、帯電防止剤等が適宜配合される。
 ベースフィルム2の平均厚みは、特に限定されないが、例えば5μm以上100μm以下とすることができる。
<導電パターン>
 導電パターン3は、ベースフィルム2に積層された銅箔9をエッチングすることによって所望の平面形状(パターン)に形成されている。この導電パターン3の平均厚みの下限としては、特に限定されないが、2μmが好ましく、5μmがより好ましい。また、導電パターン3の平均厚みの上限としては、特に限定されないが、100μmが好ましく、75μmがより好ましい。導電パターン3の平均厚みが上記下限未満であると導通性が不十分となるおそれがあり、また上記上限を超えると薄型化の要請に反するおそれがある。
<遮蔽層>
 遮蔽層6は、上述のように導電パターン3の表面及び側面(エッチング断面)に積層される層である。この遮蔽層6の材質は、導電パターン3からの銅の漏出又は導電パターン3への銅反応性成分の透過を防止できるものであれば特に限定されず、例えば金属、樹脂、セラミック、及びそれらの混合物等を用いることができる。これらの中で、Ni、Sn又はAlが好適に用いられる。遮蔽層6の主成分がNi、Sn又はAlであると導電パターン3からの銅の漏出及び導電パターン3への銅反応性成分の透過をより防止することができる。
 Ni及びSnの遮蔽層6はメッキ処理、Alの遮蔽層6は蒸着によって形成することが可能である。また、例えば、熱CVD、プラズマCVD等の化学蒸着法や、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理蒸着法や、ガス式溶射、電気的溶射等の溶射法等によっても形成することが可能である。特に、遮蔽層6はメッキ処理により形成されていることが好ましい。このように遮蔽層6をメッキ処理で形成することにより、低コストで適当な厚みを有した遮蔽能力の高い遮蔽層6が形成することができる。したがって、遮蔽層6は、メッキ処理で形成が容易なNi及びSnがより好ましい。特に、フレキシブルプリント配線板1は、その製造時においてリフロー炉による半田付け等の高温工程を経ることが一般的であること、また150℃という高温での使用を想定していることから、耐熱性に優れるNiがより好ましい。なお、遮蔽層6は、上述のように所望の平面形状に導電パターンを形成した後にメッキ処理を行うことで形成されている。
 遮蔽層6の平均厚みの下限としては、特に限定されないが、0.01μmが好ましく、0.03μmがより好ましく、0.05μmがさらに好ましい。また、遮蔽層6の平均厚みの上限としては、特に限定されないが、6.0μmが好ましく、1.0μmがより好ましく、0.5μmがさらに好ましい。遮蔽層6の平均厚みが上記下限未満であると、銅の漏出及び銅反応性成分の透過の防止が十分でないおそれがある。また上記上限を超えても、銅の漏出及び銅反応性成分の透過の防止の効果がそれ以上には期待できず、コスト高になるおそれがある。
 図2は本発明の別の実施形態のフレキシブルプリント配線板用基板を示す模式的端面図である。フレキシブルプリント配線板用基板7は、絶縁性及び可撓性を有するベースフィルム2と、このベースフィルム2の表面側にベースフィルム用接着剤層10を介して積層される銅製の導電パターン3と、導電パターン3の一方表面であって、ベースフィルム用接着剤層10と接する側の表面に積層され、銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層6とを備える。ベースフィルム2、導電パターン3、及び遮蔽層6の構成材料、厚み寸法等は、上述の本発明の一実施形態のフレキシブルプリント配線板用基板のベースフィルム、導電パターン、及び遮蔽層の構成材料、厚み寸法等と同等である。また、ベースフィルム用接着剤層10の構成材料は、後述する本発明に係わるフレキシブルプリント配線板の接着剤層で用いられるものと同等である。また、ベースフィルム用接着剤層10の平均厚みの下限としては、特に限定されないが、3μmが好ましく、5μmがより好ましい。また、ベースフィルム用接着剤層10の平均厚みの上限としては、特に限定されないが、50μmが好ましく、20μmがより好ましい。平均厚みが上記下限未満であると接着強度が十分でないおそれがある。また、平均厚みが上記上限を超えると当該フレキシブルプリント配線板用基板7のフレキシブル性を損なうおそれがある。
 図3は本発明の更に別の実施形態のフレキシブルプリント配線板用基板を示す模式的端面図である。フレキシブルプリント配線板用基板7は、絶縁性及び可撓性を有するベースフィルム2と、このベースフィルム2の表面側にベースフィルム用接着剤層10を介して積層される銅製の導電パターン3と、導電パターン3の両表面に積層され、銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層6とを備える。ベースフィルム2、導電パターン3、遮蔽層6、及びベースフィルム用接着剤層10の構成材料、厚み寸法等は、上述のフレキシブルプリント配線板用基板と同等である。 
[フレキシブルプリント配線板]
 図4は本発明の一実施形態のフレキシブルプリント配線板を示す模式的端面図である。フレキシブルプリント配線板1は、絶縁性及び可撓性を有するベースフィルム2と、このベースフィルム2の表面側に積層される銅製の導電パターン3と、この導電パターン3の表面側に接着剤層4を介して積層される保護フィルム5と、導電パターン3の表面に積層され、銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層6とを備える。具体的には、当該フレキシブルプリント配線板1は、上記ベースフィルム2と導電パターン3と遮蔽層6とを有する基板7、及び上記保護フィルム5と上記接着剤層4とを有するカバーレイフィルム8を備えている。なお、導電パターン3において他の箇所と電気的接続されるランドが形成される箇所には保護フィルム5は接着されない。ベースフィルム2、導電パターン3、及び遮蔽層6の構成材料、厚み寸法等は、上述の本発明に係わるフレキシブルプリント配線板用基板のベースフィルム、導電パターン、及び遮蔽層の構成材料、厚み寸法等と同等である。
<接着剤>
 接着剤層4は、上記保護フィルム5の裏面に積層され、上述のように保護フィルム5を基板7に接着する。この接着剤層4を構成する接着剤の主成分としては、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ゴム等が挙げられる。特に、この接着剤の主成分は、ポリイミド樹脂が好ましく、更にはシロキサン変性ポリイミド樹脂がより好ましい。この接着剤の主成分を、ポリイミド樹脂とすることで、長時間高温条件下に置いても接着剤の酸化劣化に伴う接着力の低下を抑制することができ、接着剤の長期耐熱性が高くなる。また、柔軟なシロキサン変性ポリイミド樹脂を用いることで接着力の向上が期待できる。なお、この接着剤の副成分としては、例えば粘着付与剤、可塑剤、硬化剤等が適宜配合される。
 接着剤層4の平均厚みの下限としては、特に限定されないが、12.5μmが好ましく、15μmがより好ましい。また、接着剤層4の平均厚みの上限としては、特に限定されないが、100μmが好ましく、75μmがより好ましい。接着剤層4の平均厚みが上記下限未満であると接着強度が十分でないおそれがある。また、接着剤層4の平均厚みが上記上限を超えると当該フレキシブルプリント配線板1のフレキシブル性を損なうおそれがある。
<保護フィルム>
 保護フィルム5としては、通常樹脂フィルムが用いられ、その主成分としては例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。特に、耐熱性の観点からポリイミド樹脂が好ましい。なお、保護フィルム5の副成分としては、上述のベースフィルム2と同等である。
 保護フィルム5の平均厚みの下限としては、特に限定されないが、3μmが好ましく、10μmがより好ましい。また、保護フィルム5の平均厚みの上限としては、特に限定されないが、500μmが好ましく、150μmがより好ましい。保護フィルム5の平均厚みが上記下限未満であると絶縁性が十分でないおそれがある。また、保護フィルム5の平均厚みが上記上限を超えると当該フレキシブルプリント配線板1のフレキシブル性を損なうおそれがある。
<接着強度>
 保護フィルム5と導電パターン3の接着強度は、フレキシブルプリント配線板1を150℃の大気中に1,000時間の熱処理後の状態で、3(N/cm)以上が好ましく、5(N/cm)以上がより好ましい。熱処理後の接着強度が上記下限未満であると、自動車等での使用環境下で保護フィルム5が剥がれるおそれがある。そして、保護フィルム5と導電パターン3の接着強度は、150℃の大気中に1,000時間の熱処理前の状態で、3(N/cm)以上が好ましく、5(N/cm)以上がより好ましい。熱処理前の接着強度が上記下限未満であると、当該フレキシブルプリント配線板1の製造中に保護フィルム5が剥がれるおそれがある。また、保護フィルム5と導電パターン3の接着強度は、上記熱処理後の接着強度が、上記熱処理前の接着強度の70%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。接着強度が上記下限未満であるとエンジン及びトランスミッション周り等での使用環境下で保護フィルム5が剥がれるおそれがある。また、上記熱処理後の接着強度は、上記熱処理前の接着強度の150%以下が好ましい。 
また、フレキシブルプリント配線板1を150℃のオートマチックトランスミッションフルード(ATF)オイルに1,000時間放置した後の保護フィルム5と導電パターン3の接着強度は、2(N/cm)以上であることが好ましい。2(N/cm)以上であることで、エンジン及びトランスミッション周りにフレキシブルプリント配線板を使用しても、保護フィルムの剥がれによる絶縁不良が生じるおそれが少なくなる。更に、フレキシブルプリント配線板1を150℃のATFオイルミスト中に1,000時間放置した後の保護フィルム5と導電パターン3の接着強度は、2(N/cm)以上であることが好ましい。2(N/cm)以上であることで、エンジン及びトランスミッション周りにフレキシブルプリント配線板を使用しても、保護フィルムの剥がれによる絶縁不良が生じるおそれが少なくなる。    
[フレキシブルプリント配線板用基板及びそれを用いたフレキシブルプリント配線板の製造方法]
 次に、当該フレキシブルプリント配線板用基板及びそれを用いたフレキシブルプリント配線板1を製造する方法について図5を参酌しつつ説明する。当該フレキシブルプリント配線板1の製造方法は、絶縁性及び可撓性を有するベースフィルム2、このベースフィルム2の表面側に積層される銅製の導電パターン3、及びこの導電パターン3の表面に積層され、銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層6を備える基板7を形成する工程から成るフレキシブルプリント配線板用基板の製造と、上記フレキシブルプリント配線板用基板を用いて、基板7の表面側に接着剤層4を介して保護フィルム5を積層する工程とから成る。本実施形態では、遮蔽層6がNiメッキの場合を説明する。 
<基板形成工程>
 上記基板形成工程は、図5(a)に示すようにベースフィルム2に銅箔9(銅膜)を積層したものを用い、銅箔9をエッチングすることで所定の平面形状の導電パターン3を形成する工程、及びこのように形成された導電パターン3にメッキ処理することで遮蔽層6を形成する工程を有する。
 上記ベースフィルム2に銅箔9を積層する方法としては、例えば銅箔9を接着剤で貼り合わせる接着法、銅箔9上にベースフィルム2の材料である樹脂組成物を塗布するキャスト法、スパッタリングや蒸着法でベースフィルム2上に形成した厚み数nmの薄い導電層(シード層)の上に電解メッキで金属層を形成するスパッタ/メッキ法、金属箔を熱プレスで貼り付けるラミネート法等を用いることができる。
 また、上記導電パターン形成工程においては、形成する電気回路に応じた形状のレジスト膜を銅箔9の表面に積層し、エッチングにより導電パターン3を形成する。
 さらに、上記遮蔽層形成工程においては、導電パターン3にNiをメッキ処理することで、遮蔽層6を形成する。このメッキ処理によって導電パターン3の表面のみならず側面(エッチング面)にもNiがメッキされる。このメッキ処理には、電解メッキ及び無電解メッキを用いることができる。無電解メッキを用いれば容易かつ確実に遮蔽層6の厚みを均一にすることができる。一方、電解メッキを用いることで、緻密な遮蔽層6を形成することができ、また導電パターン3の側面に容易に遮蔽層6を設けることができる。特に薄くて均一な厚みの遮蔽層6を安価な設備でメッキできる無電解メッキを用いることが好ましい。
<保護フィルム積層工程>
 上記保護フィルム積層工程においては、図5(d)に示すように保護フィルム5の裏面に接着剤層4を積層したカバーレイフィルム8を、接着剤層4側を遮蔽層6及びベースフィルム2に対向させた状態で基板7に貼付する。なお、導電パターン3においてランドが形成される箇所には保護フィルム5を貼付しない。続いて、カバーレイフィルム8を貼付された基板7を加熱する。この加熱温度としては、120℃以上200℃以下が好ましく、加熱時間としては1分以上60分以下が好ましい。加熱温度及び加熱時間を上記範囲とすることで、接着剤層4の接着性を効果的に発揮できると共にベースフィルム2等の変質を抑制することができる。加熱方法としては特に限定されず、例えば熱プレスやオーブン、ホットプレート等の加熱手段を用いて加熱することができる。また、接着性を向上させるため、加熱の際にベースフィルム2及び保護フィルム5を狭圧することが好ましい。
 当該フレキシブルプリント配線板1は、150℃の雰囲気や150℃のオイル中またはオイルミスト中に置かれても、遮蔽層6が導電パターン3からの銅の漏出を防止するので、接着剤層4中への銅の拡散が防止され、保護フィルム5が剥がれるおそれが少なくなる。また、遮蔽層6が、酸素や、オイルミストに起因する硫黄等の銅反応性成分の透過を防止するので、導電パターン3の銅と銅反応性成分との反応が抑えられ、脆弱部の形成が抑制される。このことにより、当該フレキシブルプリント配線板1の長期耐熱性及び耐油性が高くなり、150℃の雰囲気や150℃のオイル中またはオイルミスト中に長期間置かれても保護フィルム5のベースフィルム2からの剥離が格段に抑制される。
[その他の実施形態]
 上記実施形態においては、当該フレキシブルプリント配線板1を片面プリント配線板としたが、両面プリント配線板としてもよい。また、複数のベースフィルムからなる多層プリント配線板としてもよい。このような実施形態でも上記実施形態と同様に、当該フレキシブルプリント配線板1の長期耐熱性及び耐油性が高くなる。
 また、上記実施形態においては、ベースフィルム2の表面に積層した銅箔9をエッチングすることで導電パターン3を形成した後に、メッキ処理を施すことで遮蔽層6を形成したが、銅箔9にメッキ処理した後にエッチングすることで導電パターン3を形成してもよい。つまり、基板形成工程において、導電パターン形成工程を遮蔽層形成工程の後に行うことも可能である。ただし、導電パターン形成工程の後に遮蔽層形成工程を行うことで、導電パターン3の表面のみならず側面にも遮蔽層6を設けることができ、保護フィルムの長期耐熱性及び耐油性がより高くなる。
 上記実施形態においては、ベースフィルム2に銅箔9(導電パターン形成材料)を積層した後に導電パターン3の形成及び遮蔽層6の形成を行うものについて説明したが、導電パターン3の形成後又は遮蔽層6の形成後に銅箔9(導電パターン形成材料)をベースフィルム2に積層することも可能である。具体的には、例えばベースフィルム2に積層する前の銅箔9をエッチングすることで所望の平面形状を有する導電パターン3を形成し、この導電パターン3をベースフィルム2に積層することも可能である。つまり、導電パターン形成工程の後に銅膜積層工程を行うことも可能である。この場合において、遮蔽層形成工程を、導電パターン形成工程の前に行うことも、導電パターン形成工程後かつ銅膜積層工程前に行うことも、銅膜積層工程後に行うことも可能である。
 さらに、遮蔽層6と接着剤層4とを隣接させず、遮蔽層6と接着剤層4との間に例えば樹脂製の絶縁層等の他の層を設けてもよい。遮蔽層6が導電パターン3からの銅の漏出及び導電パターン3への銅反応性成分の透過を防止するので、このように遮蔽層6と接着剤層4とが隣接していなくても本発明の効果が奏され保護フィルム5がベースフィルム2から剥がれ難くなる。
 さらに、上記実施形態においては、基板7とカバーレイフィルム8とを備えるものについて説明したが、本発明はこれに限定されない。つまり、例えば、上記実施形態のようなカバーレイフィルム8を用いずに、上記実施形態のような基板7の表面に接着剤を塗布し、この塗布した接着剤に保護フィルム5を積層することも可能である。
 以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。下記の実施例及び比較例において、接着剤や遮蔽層の構成の異なるフレキシブルプリント配線板を作成し、熱処理雰囲気を変えた3種類の熱処理条件の前後での接着強度を測定した。
 [実施例1]
 図6に実施例1の当該フレキシブルプリント配線板101の構成を示す。サンプルである当該フレキシブルプリント配線板101は、次のようにして作成した。ベースフィルム102の表面に銅箔109を接着して積層し、銅箔109の表面に無電解メッキによってNiの遮蔽層106を形成した。そして、遮蔽層106に接着剤層104を介して保護フィルム105を下記の条件にて接着してサンプルを作成した。なお、本実施例では、積層された銅箔109自体を導電パターンとしている。
 当該フレキシブルプリント配線板101の構成物の材質及び寸法等の条件を、下記に示す。
a.ベースフィルム102の主成分:ポリイミド樹脂
b.ベースフィルム102の厚み(μm):25μm
c.銅箔109の厚み(μm):35μm
d.遮蔽層106(Niメッキ)の厚み(μm):0.1μm
e.接着剤層104を構成する接着剤の主成分:ポリイミド樹脂
f.接着剤層104の厚み(μm):30~40μm
g.保護フィルム105の主成分:ポリイミド樹脂
h.保護フィルム105の厚み(μm):25μm
i.保護フィルム105の接着条件:
 (1)圧力:3MPa
 (2)加熱温度:180℃
 (3)時間:45分
 [実施例2]
 実施例1の条件の内で、接着剤層104の材質を下記のように変更し、他の条件は実施例1と同じとした。
 a.接着剤層104を構成する接着剤:ポリイミド樹脂(主成分)及びポリアミド樹脂を含有
 [実施例3]
 実施例1の条件の内で、接着剤層104の材質を下記のように変更し、他の条件は実施例1と同じとした。
 a.接着剤層104を構成する接着剤の主成分:アクリル樹脂
 [実施例4]
 実施例1の条件の内で、Niメッキの遮蔽層に代えてSnメッキの遮蔽層を無電解メッキで形成した。このSnメッキの厚み(μm)は0.7μmとした。他の条件は実施例1と同じとした。
 [比較例1]
 実施例1の条件の内で銅箔109へのNiメッキ処理を行わずに遮蔽層106を無しとし、他の条件は実施例1と同じとした。
 [比較例2]
 実施例2の条件の内で銅箔109へのNiメッキ処理を行わずに遮蔽層106を無しとし、他の条件は実施例2と同じとした。
 [比較例3]
 実施例3の条件の内で銅箔109へのNiメッキ処理を行わずに遮蔽層106を無しとし、他の条件は実施例3と同じとした。
 [試験]
 上記の実施例及び比較例のフレキシブルプリント配線板に対して下記の条件で試験を行った。
<熱処理条件>
(1)熱処理条件1
 大気中で、150℃、1,000時間加熱した。
(2)熱処理条件2
 ATFオイル「トヨタ純正オートフルード(WS)、トヨタ自動車株式会社製」中に浸漬し、150℃で1,000時間加熱した。
(3)熱処理条件3
 図7に示す内径R:30mm、高さL1:300mmの密閉容器A中に上記熱処理条件2と同じATFオイルBを深さL2:140mmまで入れて150℃に加熱し、容器内上方のオイルミスト中で1,000時間加熱した。容器内上方での温度は略150℃であり、容器内のオイルミスト濃度は150℃での飽和濃度となっている。
<接着強度測定方法>
 JIS-C-6481に準拠し、引き剥がし方向90°を180°と変えて測定した値を接着強度とした。試験機は、「精密万能試験機オートグラフ(AG-IS)、株式会社島津製作所製」を用いた。なお、接着強度の測定において、ベースフィルム102、銅箔109及び遮蔽層106を一体として一方の端子に挟み、保護フィルム105を他方の端子に挟んで引きはがし強さを測定した。
上記実施例及び比較例の結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 熱処理雰囲気が大気である熱処理条件1において、Niメッキを行っている実施例とNiメッキを行っていない比較例とを同じ接着剤を用いているフレキシブルプリント配線板で比較すると(実施例1と比較例1との比較、実施例2と比較例2との比較、及び実施例3と比較例3との比較)、いずれの接着剤の場合も熱処理前の接着強度は同程度だが、熱処理後の接着強度は、実施例の方が比較例よりも高くなっている。また、Snメッキを行っている実施例4とSnメッキを行っていない比較例3との比較でも同様の結果となっている。これは、遮蔽層によって接着剤層への銅の拡散が抑制されたと共に銅箔の酸化が防止されたためと考えられる。
 特に、接着剤の主成分がポリイミド樹脂である実施例1、実施例2及び実施例4での熱処理後の接着強度が高い。これは、接着剤の主成分がポリイミド樹脂であって耐熱性が高いので、遮蔽層の効果と相まってフレキシブルプリント配線板の耐熱性が更に高くなったと考えられる。また、実施例1、実施例2及び実施例4では、熱処理後における接着強度が熱処理前における接着強度の100%以上になっており、高い耐熱性を示している。なお、接着剤の主成分がアクリル樹脂である実施例3及び比較例3では、実施例3の熱処理後の接着強度が1(N/cm)であるのに対して、比較例3の熱処理後の接着強度が0(N/cm)と差がないようなデータになっている。しかし、実際には比較例3は、熱処理が150時間の時点で0(N/cm)になっていたのに対し、実施例3では熱処理が150時間の時点で7(N/cm)を示しており、両者で差が生じている。
 熱処理雰囲気が油である熱処理条件2において、Niメッキを行っている実施例とNiメッキを行っていない比較例とを同じ接着剤を用いているフレキシブルプリント配線板で比較すると(実施例1と比較例1との比較、及び実施例2と比較例2との比較)、いずれの接着剤の場合も熱処理前の接着強度は同程度だが、熱処理後の接着強度は、実施例の方が比較例よりも高くなっている。これは、遮蔽層によって銅箔からの銅の漏出及び銅箔への銅反応性成分の透過が防止されたためと考えられる。
 熱処理雰囲気がオイルミストである熱処理条件3においても、上述した熱処理条件2と同様の結果となった。これは、熱処理条件2と同様に遮蔽層によって銅箔からの銅の漏出及び銅箔への銅反応性成分の透過が防止されたためと考えられる。
 上述した実施例に基づき、遮蔽層によってフレキシブルプリント配線板の長期耐熱性及び耐油性を高くできると判断される。
 本発明は、例えば長期耐熱性及び耐油性が求められるフレキシブルプリント配線板用基板及びフレキシブルプリント配線板として好適に用いることができる。
1、101 フレキシブルプリント配線板
2、102 ベースフィルム
3     導電パターン
4、104 接着剤層
5、105 保護フィルム
6、106 遮蔽層
9、109 銅箔
10    ベースフィルム用接着剤層

Claims (12)

  1. 絶縁性及び可撓性を有するベースフィルムと、
     このベースフィルムの一方又は両方の表面に積層される銅製の導電パターンと
    を備えるフレキシブルプリント配線板用基板であって、
     上記導電パターンの表面に積層され、銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層を備えることを特徴とするフレキシブルプリント配線板用基板。
  2. 絶縁性及び可撓性を有するベースフィルムと、
     このベースフィルムの一方又は両方の表面にベースフィルム用接着剤層を介して積層される銅製の導電パターンと
    を備えるフレキシブルプリント配線板用基板であって、
     上記導電パターンの一方の表面であって、上記ベースフィルム用接着剤層と接する側の表面に銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層を備えることを特徴とするフレキシブルプリント配線板用基板。
  3.  さらに上記導電パターンの他方の表面に銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層を備える請求項2に記載のフレキシブルプリント配線板用基板。 
  4.  請求項1、請求項2又は請求項3に記載のフレキシブルプリント配線板用基板と、
     上記導電パターンの表面側に接着剤層を介して積層される保護フィルムと
     を備えるフレキシブルプリント配線板。
  5.  請求項4に記載のフレキシブルプリント配線板を150℃のオートマチックトランスミッションフルード(ATF)オイルミスト中に1,000時間放置した後の上記保護フィルムと上記導電パターンとの接着強度が2(N/cm)以上であるフレキシブルプリント配線板。
  6.  請求項4に記載のフレキシブルプリント配線板を150℃のATFオイル中に1,000時間放置した後の上記保護フィルムと上記導電パターンとの接着強度が2(N/cm)以上であるフレキシブルプリント配線板。
  7.  請求項4に記載のフレキシブルプリント配線板を150℃の大気中に1,000時間で熱処理した後の上記保護フィルムと上記導電パターンとの接着強度が、上記熱処理前の接着強度の70%以上であるフレキシブルプリント配線板。
  8. 上記遮蔽層の主成分が、ニッケル(Ni)、スズ(Sn)又はアルミニウム(Al)である請求項1、請求項2又は請求項3に記載のフレキシブルプリント配線板用基板。
  9.  上記遮蔽層が、導電パターンの表面へのメッキ処理により形成されている請求項1、請求項2又は請求項3に記載のフレキシブルプリント配線板用基板。
  10.  上記遮蔽層の平均厚さが、0.01μm以上6.0μm以下である請求項1、請求項2又は請求項3に記載のフレキシブルプリント配線板用基板。
  11.  上記接着剤層を構成する接着剤の主成分が、ポリイミド樹脂である請求項4から請求項7のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板。
  12.  絶縁性及び可撓性を有するベースフィルム、このベースフィルムの一方又は両方の表面側に積層される銅製の導電パターン、及びこの導電パターンの表面に積層され、銅の漏出又は銅反応性成分の透過を防止する遮蔽層を備える基板を形成する工程を有するフレキシブルプリント配線板用基板の製造方法。
     
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