JP2012079934A - フレキシブルプリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】異方性導電材による接続強度を安定的に確保することが可能なフレキシブルプリント基板を提供する。
【解決手段】フレキシブルプリント基板は、回路が形成される有機物層間を異方性導電材により接着するフレキシブルプリント基板であって、有機物層はポリイミドからなり、該ポリイミドの被接着面の表面粗さは８ｎｍ以上である。
【選択図】図１

Description

この発明は、フレキシブルプリント基板に関し、より特定的には、回路が形成された有機物層間を異方性導電材により接着したフレキシブルプリント基板に関するものである。

従来、異方性導電膜（ＡＣＦ）によるフレキシブルプリント基板の接続構造は、たとえば特開平１１−１２１８９２号公報（特許文献１）、特開平４−３５２４８６号公報（特許文献２）、特開２００８−１６６４０１号公報（特許文献３）および特開２００３−４６２３１号公報（特許文献４）に開示されている。

特開平１１−１２１８９２号公報 特開平４−３５２４８６号公報 特開２００８−１６６４０１号公報 特開２００３−４６２３１号公報

特許文献１では、異方導電性接着剤の接続強度を向上する端子の構造が開示されている。端子パターンに接着剤収容凹部が設けられる。

特許文献２では、接続信頼性の高いＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）の異方性導電膜による接続構造が開示されている。

特許文献３では、異方導電性接着剤による密着強度を向上する端子の構造として、端子表面に溝部を設けることが開示されている。

特許文献４では、薄膜化できる異方性導電層の接続構造が開示されており、端子間の樹脂露出部をエッチング等で掘り下げてから異方性導電層を接続することが開示されている。

上記文献に記載された技術では、異方性導電層による必要な接着強度が安定的に確保できないという問題があった。

そこで、この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、異方性導電材による接続強度を安定的に確保することが可能なフレキシブルプリント基板を提供する。

この発明に従ったフレキシブルプリント基板は、回路が形成される有機物層間を異方性導電材により接着するフレキシブルプリント基板であって、前記有機物層はポリイミドからなり、該ポリイミドの被接着面の表面粗さは８ｎｍ以上であり、好ましくは、８ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。本発明者は、有機物層の表面粗さが８ｎｍ以上なければ、異方性導電材により必要な接着強度を安定的に確保できないことを見出した。表面粗さが大きくなり過ぎると、イオンマイグレーション性の低下を招き、さらに有機物層の表面粗さと関係する回路面の凹凸は屈曲耐性、配線密着性などに影響を与えるため、有機物層の表面粗さは３０ｎｍ以下であることが好ましい。

有機物層に対するピール強度は例えば４Ｎ／ｃｍ以上であり、好ましくは４Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下である。

この発明に従えば、接合強度を向上させることが可能な異方性導電層の接続構造を提供することができる。

この発明の実施の形態１に従った多層フレキシブルプリント基板の接続構造を示す断面図である。 異方性導電材により形成された異方性導電層内における電気的な接続を得るための構成を詳細に示す断面図であり、図１中のＩＩで囲んだ部分の断面図である。 この発明に従ったフレキシブルプリント基板の配線パターンの一例を示す図である。 異方性導電層としてソニーケミカルインフォメーションデバイス社製ＣＰ８０１６（商品名）を用い、有機物層としてポリイミドを用いた場合の、ポリイミドの被接着面における面粗さとピール強度との関係を示すグラフである。 この発明に従った方法でピール強度を測定する工程において用いたカンチレバーを示す図である。 図５で示すカンチレバーの先端部分だけを拡大して示す斜視図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では、同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った多層フレキシブルプリント基板の接続構造を示す断面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従った異方性導電層の接続構造５では、有機物層１０上に層間接着層２０が設けられている。有機物層１０はポリイミドからなる。層間接着層２０は有機物層１０と接続している。層間接着層２０上に有機物層４０が設けられている。有機物層４０と接触するように層間接着層２０内に導電層３０が設けられている。導電層３０は銅からなる配線層である。

層間接着層２０上に有機物層４０が設けられる。有機物層４０上には、異方性導電層５０が配置されている。有機物層４０と接触するように異方性導電層５０内に導電層６０が配置されている。また、導電層６０と反対側に導電層７０が異方性導電層５０内に設けられている。異方性導電層５０は有機物層８０と接触している。有機物層８０は層間接着層９０により、ポリイミドからなる層間接着層１１０と接続されている。有機物層１００は、層間接着層１１０と、層間接着層１１０内に設けられて有機物層１００と接触する導電層１２０が設けられている。層間接着層１１０上に有機物層１３０が配置されている。

有機物層４０と異方性導電層５０との界面４１において、有機物層４０の表面粗さは８ｎｍ以上３０ｎｍ以下とされる。

異方性導電層５０と有機物層８０との間の界面８１においても、有機物層８０表面の表面粗さは８ｎｍ以上３０ｎｍ以下とされる。

有機物層４０，８０はポリイミドから構成される。
図２は、異方性導電層内における電気的な接続を得るための構成を詳細に示す断面図であり、図１中のＩＩで囲んだ部分の断面図である。図２を参照して、導電層６０と導電層７０との間には、ニッケル粒子５１が介在している。このニッケル粒子５１により、導電層６０と導電層７０との間の導通が図られる。

ニッケル粒子５１の全体がニッケルである必要はなく、中央部が樹脂で、その外周にニッケル層が設けられていればよい。

さらに、ニッケル層表面が別の導電性材料で覆われていてもよい。
図３は、この発明に従った異方性導電層の接続構造が用いられるフレキシブルプリント基板を示す図である。図３を参照して、フレキシブルプリント基板１には複数の配線２が設けられる。各々配線２は、図１の断面における導電層３０、６０、７０および１２０で構成される。これらの配線が厚み方向に重なった領域において、それらの配線間に図２で示すように異方性導電層が配置される。そして配線に何らかの力が加わった場合に配線間の導通が図られる。

図４は、異方性導電層としてソニーケミカルインフォメーションデバイス社製ＣＰ−８０１６Ｋ（商品名）を用い、有機物層としてポリイミドを用いた場合の、ポリイミドの面粗さと異方性導電層のピール強度との関係を示すグラフである。図４は、異方性導電層と有機物層とを接触させた初期のピール強度を示し、未使用の状態に対応する。

図４より、平均面粗さが８ｎｍ以上３０ｎｍ以下であれば好ましいピール強度であることがわかる。

好ましいピール強度とは４Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎｃｍ以下であることをいう。
なお、「平均面粗さ」とは、１辺が１μｍ×１μｍの領域における平均面粗さ（Ｒａ）をいい、ＪＩＳ Ｂ ０６０１によって規定されるものである。具体的には、１辺が１μｍの正方形領域の対角線上における平均粗さＲａを「平均面粗さ」とした。

このピール強度は以下の方法により測定した。
図５は、この発明に従った方法でピール強度を測定する工程において用いたカンチレバーを示す図である。図６は、図５で示すカンチレバーの先端部分だけを拡大して示す斜視図である。図５および図６を参照して、カンチレバー２００は、本体部２１０、本体部２１０に接続されたアーム部２２０、および、アーム部２２０に取り付けられた針部２３０を有する。カンチレバー２００において、先端半径Ｒは１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下とした。なお、この先端部に関し、先端形状は集束イオンビームで加工される。そしてこの先端半径Ｒを１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下とすることで、集束イオンビームで加工でき、かつ電子顕微鏡で先端を確認できる範囲となる。

また、針の高さＤは５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。これは、カンチレバーにおいて、ポリイミド表面の凹凸を調べる場合に、ポリイミド表面には、大きな凹凸がある場合があり、この大きな凹凸に対応するために最低の高さを５μｍとした。また高さＤが高すぎると機械的強度が低下するため上限を１０μｍとした。

また、レバーの幅Ｗは２０μｍ以上５０μｍ以下、レバー長さＬは１００μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましい。

ピール強度の測定に関しては、有機物層を構成する銅エッチングされたポリイミドフィルム上にＡＣＦを貼り、５ｍｍ×１０ｍｍのサイズに切り出して、有機物層４０と異方性導電層５０との接合界面を含む試料とした。その試料をガラスに圧着し、カンチレバー２００を用いて短辺の端からポリイミドの有機物層４０を剥離し、その応力を測定した。圧着時間は１０秒、圧力は１０ＭＰａ、圧着温度は常温から１８０℃とした。引き剥がし角度は９０°、引き剥がし速度は５０ｍｍ／ｍｉｎで行なった。

また、有機物層４０，８０としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）および液晶ポリマー（ＬＣＰ）でもよい。

異方性導電層は、上記のソニーケミカルインフォメーションデバイス社製ＣＰ−８０１６Ｋだけでなく、日立化成製ＭＦ−５０４（商品名）を用いることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、異方性導電層を有する基板の分野で用いることができる。

Claims (3)

1. 回路が形成される有機物層間を異方性導電材により接着するフレキシブルプリント基板であって、
   前記有機物層はポリイミドからなり、該ポリイミドの被接着面の表面粗さは８ｎｍ以上であるフレキシブルプリント基板。
2. 前記ポリイミドの被接着面の表面粗さが８ｎｍ以上３０ｎｍ以下である請求項１記載のフレキシブルプリント基板。
3. 前記有機物層に対するピール強度が４Ｎ／ｃｍ以上である請求項１又は請求項２記載のフレキシブルプリント基板。