JP2014192181A - 金属支持フレキシブル基板ならびにそれを用いたテープオートメーテッドボンディング用金属支持キャリアテープ、led実装用金属支持フレキシブル回路基板、放熱性金属支持フレキシブル回路基板および回路形成用銅箔積層済み金属支持フレキシブル回路基板 - Google Patents
金属支持フレキシブル基板ならびにそれを用いたテープオートメーテッドボンディング用金属支持キャリアテープ、led実装用金属支持フレキシブル回路基板、放熱性金属支持フレキシブル回路基板および回路形成用銅箔積層済み金属支持フレキシブル回路基板 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】リールtoリールで加工可能な搬送強度や低反り性を維持しつつ、折り曲げ形成、放熱設計等のパッケージング設計を容易にする金属支持フレキシブル基板を提供すること。
【解決手段】(1)接着剤層および(2)支持体を有する金属支持フレキシブル基板であって、前記(2)支持体が伸度5%以上かつMIT曲げ耐力回数が35回以上のアルミニウム箔であることを特徴とする金属支持フレキシブル基板。
【選択図】なし
【解決手段】(1)接着剤層および(2)支持体を有する金属支持フレキシブル基板であって、前記(2)支持体が伸度5%以上かつMIT曲げ耐力回数が35回以上のアルミニウム箔であることを特徴とする金属支持フレキシブル基板。
【選択図】なし
Description
本発明は金属支持フレキシブル基板に関する。より詳しくは、半導体集積回路(IC)を実装する際に用いられる、テープオートメーテッドボンディング(TAB)や、ボールグリッドアレイ(BGA)パッケージ用インターポーザー等の半導体装置接続用基板、その他、LEDやパワー系デバイスの実装用基板、各種引き回し回路基板、特に、折り曲げ形成を施してデバイス形状に沿った配線基板を作製するために適した金属支持フレキシブル基板に関する。
フレキシブル基板は、支持体・接着剤等から構成される屈曲性に優れた回路形成用基板であり、接着剤層上に形成された回路形成用導体層に目的の機能部品等を実装した後、ソルダーレジストやカバーレイフィルムによって回路保護を施し、電子機器の各種配線引き回しやIC実装用のインターポーザーとして幅広く利用されている。
電子機器の普及に伴い多様な電子部品が開発されている今日において、小型化、高密度化に伴い回路基板の体積当たり消費電力は上昇し続けている。またフレキシブル基板に対しても、適用部位に応じた数多くの特性と安全性の両立が求められている。
特に、プラズマディスプレイ駆動用のドライバICを実装するためのフレキシブル基板の場合、駆動電圧が高いために発熱量が多く、さらに高い絶縁性能が要求されるため、耐熱性・放熱設計性を向上させ、かつ絶縁性能や低カール性が維持されるフレキシブル基板が求められていた。またLED素子や受動部品を実装するためのフレキシブル基板においても、局所発熱量の多い箇所があるため、上記と同様なフレキシブル基板が求められていた。
このため、高い放熱性を有する金属基板を用いた可堯性基板製造用複合積層体として、金属と樹脂の両方を支持体に配してフレキシブル性を確保可能な基板が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、フィルム状の樹脂から形成された支持体樹脂層を有するためバネ性が強く、折り曲げ形成による形状保持が困難であり、組み立て性に劣るという問題があった。また支持体樹脂層は樹脂から形成されるため厚くする必要があるが、これにより厚み方向の熱伝導率が低下してしまい、パッケージング性が不十分となるという問題があった。
また、金属支持層を利用する方法として、ベース基体である基体金属上に接着剤が塗布され、その上に銅パターンが形成されていることを特徴とする液晶表示素子用TABテープキャリヤが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、このようなTABテープキャリヤの場合、バネ性が不十分なため回路加工が困難となる問題があった。またリールtoリールによる加工を行おうとしても、TABテープキャリヤ自体が硬すぎて、折り曲げた際に配線にクラックを生じてしまうという問題があった。
リールtoリールで加工可能な搬送強度や低反り性を維持しつつ、折り曲げ形成、放熱設計等のパッケージング設計を容易にする金属支持フレキシブル基板を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の金属支持フレキシブル基板は、(1)接着剤層および(2)支持体を有する金属支持フレキシブル基板であって、前記(2)支持体が伸度5%以上かつMIT曲げ耐力回数が35回以上のアルミニウム箔であることを特徴としている。
本発明によれば、リールtoリールでの優れた加工生産性を確保しつつ、折り曲げ形成による立体的な配線形成と放熱設計の両立が可能な金属支持フレキシブル基板を提供することが可能となる。本発明の金属支持フレキシブル基板を用いた電子部品は、小型化が進む電子機器の立体配線形成における設計や加工を容易とし、併せて小型化によって困難となる放熱設計を低コストで実現することが可能となる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の金属支持フレキシブル基板は、(1)接着剤層および(2)支持体を有する金属支持フレキシブル基板であって、前記(2)支持体が伸度5%以上かつMIT曲げ耐力回数が35回以上のアルミニウム箔であることを特徴とする。ここでいう伸度とは、JIS規格Z2241(2011)の3.4に定義される伸び(%)であり、MIT曲げ耐力とは、JIS規格P8115(2001)に準じたMIT型自動屈曲試験機によって、曲率半径0.5mm、折り曲げ速度6回/秒、縦加重2.5N/cm、折り曲げ角度両側90°にて計測された破断までの屈曲回数を指す。
本発明の金属支持フレキシブル基板は(1)接着剤層を有する。(1)接着剤層の成分は特に限定されないが、(A)ダイマー酸残基を含むポリアミド樹脂および(B)フェノール樹脂を含有することが好ましい。
(A)ダイマー酸残基を含むポリアミド樹脂におけるダイマー酸は、工業的には最高分子量領域の二塩基酸であり、嵩高い炭化水素基を有するため疎水性が大きい。よって、ダイマー酸から誘導されるダイマー酸残基を含むポリアミド樹脂は、結晶性が小さく強靱で柔軟性に富み、低吸水率性を維持することができる。さらに有機溶剤への溶解性も優れているため好ましい。さらに、アミド結合の強い結合力に由来する耐加水分解性や難燃性を有するため好ましい。したがって、ダイマー酸残基を含むポリアミド樹脂を用いることにより、フレキシブル基板として要求される耐薬品性、難燃性および低カール性を維持しつつ、テープオートメーテッドボンディング工法及びその類似工法における打ち抜き性をより良好に維持することができる。
また、回路形成用金属層を配してから接着剤層を硬化させる際に、樹脂吸湿水分による発泡が生じる場合があるが、ダイマー酸残基を含むポリアミド樹脂を用いることにより、発泡をより良好に抑制することができる。
またダイマー酸残基を含むポリアミド樹脂の中でも、炭素数36のジカルボン酸残基を有するポリアミド樹脂が、強靱性や製膜性および加工性の点で好ましい。またダイマー酸残基を有するポリアミド樹脂であれば、公知の種々のものを使用することができ、2種以上用いてもよい。
ダイマー酸残基を含むポリアミド樹脂は、常法によるダイマー酸とジアミンの重縮合により得られるが、この際に、ダイマー酸以外のアジピン酸、アゼライン酸およびセバシン酸等のジカルボン酸を共重合成分として含有してもよい。ジアミンとしては、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンおよびピペラジン等の公知のものを使用することができ、2種以上用いてもよい。
(B)フェノール樹脂は、1分子内に2個以上のフェノール性水酸基を含有するものであれば特に限定されず、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂等の公知のフェノール樹脂がいずれも使用できる。具体的には、例えば、フェノール、クレゾール、p−t−ブチルフェノール、ノニルフェノール、p−フェニルフェノール等のアルキル置換フェノール、テルペン、ジシクロペンタジエン等の環状アルキル変性フェノール、ニトロ基、ハロゲン基、シアノ基、アミノ基等のヘテロ原子を含む官能基を有するもの、ナフタレン、アントラセン等の骨格を有するもの、ビスフェノールF、ビスフェノールA、ビスフェノールS、レゾルシノール、ピロガロール等の多官能性フェノールからなる樹脂が挙げられる。また、上記を2種以上用いても良く、絶縁信頼性の観点からレゾール型フェノール樹脂を用いることが好ましい。
本発明において、接着剤層は(C)エポキシ樹脂を含有してもよい。エポキシ樹脂としては、2つ以上のエポキシ基を有するものが好ましく、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、レゾルシノール、ジヒドロキシナフタレン、ジシクロペンタジエンジフェノール、ジシクロペンタジエンジキシレノール等のジグリシジルエーテル、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、トリスフェニロールメタン、エポキシ化テトラフェニロールエタン、エポキシ化メタキシレンジアミン、シクロヘキセンオキシド、ビシクロヘプテンオキシド、シクロペンテンオキシド等の化学構造をもつものが好ましい。また、エポキシ基の他にアリル基、メタリル基、アミノ基、水酸基およびカルボキシル基からなる群より選ばれる化学反応部位を計3個以上有するものも好ましい。2種以上の異なった化学反応部位を含む場合は、単位分子内に有する全種類の化学反応部位数を総計したものが3個以上あればよい。化学反応部位の位置は特に制限されることはないが、少なくとも側鎖に化学反応部位を有していることが好ましい。また、上記エポキシ樹脂を2種以上用いてもよい。
本発明において、(1)接着剤層は(D)硬化促進剤を含有してもよい。例えば、芳香族ポリアミン、2−アルキル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−アルキルイミダゾール等のイミダゾール誘導体、ジシアンジアミド、トリフェニルフォスフィン、ジアザビシクロウンデセン等公知のものが例示できる。これらを2種以上用いてもよい。
本発明において、(1)接着剤層は(E)充填剤を含有してもよい。充填剤は接着剤の特性を損なうものでなければ特に限定されないが、無機充填剤としては、金、銀、銅、鉄、ニッケル、アルミニウムなどの金属微粒子、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、カルシウム・アルミネート水和物等の金属水酸化物、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化クロム、タルク等の金属酸化物、炭化珪素、炭化チタンシリカ、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化珪素、あるいは炭酸カルシウム等の無機塩、カーボンブラック、シリカ、ガラス等が挙げられる。中でも、シリカ、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等が好ましく用いられる。
本発明の金属支持フレキシブル基板は(2)支持体を有する。また(2)支持体は、伸度5%以上、MIT曲げ耐力回数が35回以上のアルミニウム箔であることを特徴とする。また伸度は、10%以上であることが好ましく、MIT曲げ耐力回数は70回以上であることが好ましい。伸度5%以上のアルミニウム箔であることにより、(1)接着剤を配した際の基板反りを防止し、接着剤硬化処理後の工程通過性を確保する事が可能となる。またMIT曲げ耐力回数が35回以上のアルミニウム箔であることにより、永久折り曲げを要する立体形成部位への適用が可能となるだけでなく、工程内におけるリペア性にも優れた金属支持フレキブル基板を得る事が可能となる。
(2)支持体として、伸度5%以上かつMIT曲げ耐力回数が35回以上のアルミニウム箔であれば特に限定されず、Al−Cu系、Al−Mn系、Al−SI系、Al−Mg系、Al−Mg−Si系、Al−Zn系、Al−Li系等を好ましく用いることができる。なかでもJIS−H4160(1994)「アルミニウム及びアルミニウム合金はく」で示される各アルミニウム合金箔が好ましく、特に3003、1N30、8021が好ましい。
これらのアルミニウム箔はより十分なコシを有しているため、搬送性を損なうことがより少なくなる。また折り曲げ性に優れているため、立体形成する際の追随性や配線破断の抑止性能に優れるため好ましい。
本発明の金属支持フレキシブル基板の(2)支持体に用いられるアルミニウム箔は、調質によって(2)支持体に好適な材質に調整することが必要である。調質方法としては、冷間加工、溶体化処理、時効硬化処理、焼きなまし処理などを挙げることができる。これらの調質によって、伸度5%以上かつMIT曲げ耐力回数が35回以上のアルミニウム箔を得ることができる。
調質方法については特に限定はされないが、JIS−H0001(1998)において質別記号で示されているH1処理またはH2処理が好ましく、質別がH18、H22またはH24またはH26であることがより好ましい。これにより回路加工工程における接着剤硬化処理や、その他熱処理工程を経るプロセスを利用して、追加焼なまし処理効果をより効果的に得ることができる。そのためリールtoリール加工搬送性を保つための強度を保持しつつ、加工後は柔軟で良好な折り曲げ形成性を得ることができる。
また上記追加焼なまし処理による調質状態は、回路加工工程通過後に伸度を5〜30%向上させ、MIT曲げ耐力回数を5回以上向上させる範囲に整えておくことが好ましい。これにより、加工搬送性と折り曲げ形成後の組み立て時のリペア性の両立もより向上させることができる。
また、本発明の金属支持フレキブル基板で用いられる伸度5%以上かつMIT曲げ耐力回数が35回以上のアルミニウム箔は、JIS−Z2241(2011)3.10.1に定義される引張強度が30MPa以上250MPa以下であることがより好ましい。この範囲であれば、金属支持フレキシブル回路基板の反りをより低減することができ、また金型による精密打ち抜き加工性や折り曲げ形成性をより向上させることができる。
また本発明の本発明の金属支持フレキブル基板で用いられる(2)支持体の厚みは、12μm〜150μmであることが好ましく、12μm〜75μmであることより好ましい。(2)支持体の厚みについては、求めるフレキシブル性、引き裂き強度に合わせて適宜選択することが好ましい。また、(2)支持体が銅箔で構成されているため、回路基板の熱伝導性が向上し、放熱板サイズを極小化したりすることが可能である。さらに、本発明の金属支持フレキシブル基板は、金型での打ち抜き加工等によるデバイスホールの形成が容易であることから、ICやLED素子等の被実装部品を、デバイスホールを用いて回路形成面の裏面から実装することにより、(2)支持体そのものを放熱板として用いたり、ヒートシンクへの熱伝導性を向上させたりすることが可能である。
本発明の本発明の金属支持フレキブル基板は、(2)支持体の(1)接着剤層側および/またはその反対側に(3)支持体被覆層が構成されていることが好ましい。(3)支持体被覆層は、有機・無機カップリング処理や、鍍金、樹脂被覆、セラミック層形成等の表面処理を施して得ることが好ましい。
(3)支持体被覆層の厚みは、被覆強度とリール取り扱い性のバランスや、(2)支持体と回路導体層の絶縁信頼性強化の観点から下限として2μm以上が好ましく2.5μm以上であることがより好ましい。また上限としては100μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましい。また(3)支持体被覆層の層構成は単一層であっても複数層で構成されていても良い。
(3)支持体被覆層に樹脂を用いる場合、特に限定されるものではないが、耐熱性・耐薬品性に優れたポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂が好ましく用いられ、特にポリアミドイミド樹脂が耐薬品性付与や易接着性付与の点から好ましく用いられる。(3)支持体被覆層に用いられるポリアミドイミド樹脂は、耐熱性・耐薬品性の点からTg(ガラス転移温度)が300℃以上であること、硬化後の重量平均分子量が10000以上であること、(1)接着剤層の易接着性付与の点からエポキシ樹脂が5重量%以上混合硬化されていることが好ましい。
また、(3)支持体被覆層は目的に応じて接着剤層側およびその反対側のどちらにでも必要に応じて配することができ、そのどちらか一方または両方に、剥離性を付与してもよい。剥離性とは、(3)支持体被覆層を配した(2)支持体から、(2)支持体の一部が剥がれたり、逆に(2)支持体の表面に(3)支持体被覆層の一部が残ったり、また他の界面での剥離を起こすことなく、(3)支持体被覆層を剥離できることを言う。接着剤層側の(3)支持体被覆層に剥離性を付与した場合は、加工後製品の基材レス化が可能となり、接着剤層側の反対側の(3)支持体被覆層に剥離性を付与した場合には、既存の回路加工ラインに対する薬液耐性を保持したまま、金属支持体を生かした高放熱性基板を得ることが可能となる。この場合、(3)支持体被覆層が二層以上の層構造を有し、(2)支持体に接する第一の層が粘着材および/または熱可塑性樹脂であって、第一の層以外の少なくとも1つの層がポリエステル、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィド、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミドおよびポリメチルメタクリレートから選ばれた1以上であることが好ましい。これにより第一の層は剥離性を有し、また上記第一の層以外の少なくとも1つの層は、回路加工時の薬液耐性を確保しつつ剥離時の引張り強度を確保し易剥離化することができる。
また、上記(3)支持体被覆層の他、打ち抜き等によってデバイスホールやスプロケットホール等を形成した際のホール断面に、絶縁保護等を目的とした被覆層を更に追加で施しても良い。
本発明の金属支持フレキシブル基板における(1)接着剤層は、(2)支持体の反対側に(4)保護フィルムを配して、金属支持キャリアテープとすることが好ましい。これにより(1)接着剤層を半硬化状態で維持することができる。
保護フィルムは、接着剤層の形態および機能を損なうことなく剥離できれば特に限定されないが、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート等のプラスチックフィルム、これらにシリコーンあるいはフッ素化合物等の離型剤のコーティング処理を施したフィルムおよびこれらのフィルムをラミネートした紙、離型性のある樹脂を含浸あるいはコーティングした紙等が挙げられる。
金属支持キャリアテープは、打ち抜き加工等によって、必要なデバイスホールを形成した後に保護フィルムを剥離し、回路形成用金属層をラミネート法やプレス法によって配することにより、デバイスホール内に中空配線(フライングリード)を形成することが可能となる。フライングリードを用いた実装であれば、ICやLED素子等を金属支持キャリアテープの表裏どちらからでも実装することが可能となる為、被実装部品のレイアウト性・放熱設計性が向上するだけでなく、ワイヤーボンディング法で課題となる絶縁層の圧縮破壊による支持体金属層−回路形成層の絶縁破壊を更に避けることが出来る。
次に、本発明の金属支持フレキシブル基板を製造する方法について、例を挙げて説明する。
(a)(1)接着剤層を構成する樹脂組成物を溶剤に溶解して接着剤塗料とし、(2)支持体上に塗布、乾燥し接着剤層を形成することで本発明の金属支持フレキシブル基板を得る。接着剤層の膜厚は、接着性・絶縁性・熱伝導性等の各要求機能を満たせば特に限定はされないが、フレキシブル性を維持する為に2〜200μmとなるように塗布することが好ましく、2〜50μmとなる様に塗布することがより好ましい。塗布方法は特に限定されないが、コンマ方式、リップ方式、ロール方式、メイヤーバー方式、グラビア方式等の一般的な塗布設備を塗料性状に合わせて用いれば良い。また接着剤厚みを増すために、接着剤塗料を重ねて塗工しても良いし、形成した接着剤層を複数回積層してもよい。
乾燥条件は、通常100〜200℃、1〜5分である。溶剤は特に限定されないが、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族系、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Nメチルピロリドン等の非プロトン系、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、Nブタノール、ベンジルアルコール等のアルコール系溶剤が好適であり、これらを2種以上用いてもよい。また、溶剤に不溶な(D)硬化促進剤や(E)充填剤を用いる場合には、ホモミキサーや、ビーズミル、サンドミル、キャビテーション方式による分散装置等を用いて、予め溶剤に分散しておく方法や、(1)接着剤層を構成する各樹脂のいずれか一つ以上に、エクストルーダーやバンバリーミキサー等を用いて混練・分散しておく方法などを好適に用いることが出来る。
(b)(a)に記載の方法で形成した接着剤層に、必要により離型性を有する(4)保護フィルムをラミネートして本発明の金属支持フレキシブル基板を得ても良い。また、予め(4)保護フィルム上に接着剤層を形成しておき、(2)支持体をラミネートして本発明の金属支持フレキシブル基板を得てもよい。(2)支持体に(3)支持体被覆層を配する場合には、予め(3)支持体被覆層となる樹脂を有機溶剤に溶解または分散した塗料を作成し、(2)支持体に所定の厚みで塗布・乾燥して(3)支持体被覆層を形成しておくことが好ましく、また、剥離性を有する(3)支持体被覆層を配する場合には、剥離性樹脂層を剥離に必要な引張り強度を保持する為のフィルムに塗布・乾燥して得た複層構成体を、予め(2)支持体にラミネート法などで貼り合わせておくことが好ましい。
また本発明の金属支持フレキシブル基板は、(2)支持体へ(1)接着剤層をラミネートして得ることもできる。(2)支持体への(1)接着剤層のラミネート条件は、通常温度50〜160℃、押圧0.1〜0.5MPaである。ラミネート温度は140℃以下であることが好ましく、120℃以下であれば良好、100℃以下であれば極めて良好と判断できる。また(2)支持体の(1)接着剤層側に(3)支持体被覆層が構成されている場合は、(2)支持体に(3)支持体被覆層が配されたものに(1)接着剤層をラミネートすることになるが、その場合も(2)支持体へ(1)接着剤層を直接ラミネートする場合と同様の条件でラミネートすることが好ましい。
本発明の金属支持フレキシブル基板を得た後に、例えば40〜100℃で20〜300時間程度熱処理して接着剤層の硬化度を調節してもよい。硬化度を調節することにより、金属支持フレキシブル基板に回路形成用金属層を配する際の接着剤のフロー過多を防止するとともに、加熱硬化時の水分による発泡を防止する効果がある。
また本発明の回路形成用銅箔積層済み金属支持フレキシブル回路基板は、本発明の金属支持フレキシブル基板を用いて得ることができ、回路形成用の金属層によって形成された回路が、フライングリード構造を有していることを特徴とする。これにより、発熱体であるチップやMEMS、LED素子などの被実装デバイスを、表裏どちらからでも実装する事が可能となる。また、放熱部品を実装デバイス反対面にレイアウトしても、基板によるデバイス−放熱部品間の熱伝達阻害を抑制する事が可能となる為、放熱設計上のレイアウト自由度が増し、さらに小型化を進めることが可能となる。
本発明の金属支持フレキシブル基板は、これを用いてテープオートメーテッドボンディング用金属支持キャリアテープ、LED実装用金属支持フレキシブル回路基板、放熱性金属支持フレキシブル回路基板などに好適に用いることができる。
また本発明の金属支持フレキシブル基板を用いた電子部品は、回路加工に必要な耐薬品性や金属支持基板に必要な絶縁性を有するだけでなく、小型化が進む電子機器の立体配線形成における設計や加工を容易とし、併せて小型化によって困難となる放熱設計を低コストで実現することが可能となる。
以下に、本発明の実施形態の一例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。まず、実施例および比較例における評価方法を説明する。
(1)引張強度(支持体、金属支持フレキシブル基板、金属支持フレキシブル回路基板)
JIS規格Z2241(2011)の3.4に定義される伸び(%)である。各実施例および比較例で用いた支持体および得られた金属支持フレキシブル基板、金属支持フレキシブル回路基板について測定を行った。なお支持体および金属支持フレキシブル回路基板についてはそのまま用いたが、金属支持フレキシブル基板については、加工工程における印加熱履歴として、160℃/4時間の接着剤硬化処理を経たものを測定に用いた。
JIS規格Z2241(2011)の3.4に定義される伸び(%)である。各実施例および比較例で用いた支持体および得られた金属支持フレキシブル基板、金属支持フレキシブル回路基板について測定を行った。なお支持体および金属支持フレキシブル回路基板についてはそのまま用いたが、金属支持フレキシブル基板については、加工工程における印加熱履歴として、160℃/4時間の接着剤硬化処理を経たものを測定に用いた。
これらのサンプルについて、それぞれ13A試験片を作成し、上降伏点・下降伏点まで:応力増加速度30N/(mm2・s)以下、降伏点以降:歪速度50%/min以下の測定条件で引張強度を測定した。
(2)伸度(支持体、金属支持フレキシブル基板、金属支持フレキシブル回路基板)
JIS規格Z2241(2011)3.10.1に定義される引張強度である。各実施例および比較例で用いた支持体および得られた金属支持フレキシブル基板、金属支持フレキシブル回路基板について、上記(1)のとおり引張強度を測定し、測定後の試験片につき、試験後の試験片を突き合わせて、標点距離を測定し、原標点で割って百分率で表した値を伸度とした。
(3)MIT曲げ耐力回数(支持体、金属支持フレキシブル基板、金属支持フレキシブル回路基板)
各実施例および比較例において用いた支持体、および得られた金属支持フレキシブル基板、金属支持フレキシブル回路基板について、JIS規格P8115(2001)に準じたMIT型自動屈曲試験機(東洋精機社製 MIT−D)によって、曲率半径0.5mm、折り曲げ速度6回/秒、縦加重2.5N/cm、折り曲げ角度両側90°にて計測された破断までの屈曲回数を計測し、MIT曲げ耐力回数とした。破断は、形成された配線破断もしくは(2)支持体の破断のいずれか早い方とした。破断までの屈曲回数は35回以上であれば良好、100回以上であればなお良い。また、金属支持フレキシブル基板のMIT曲げ耐力回数に比べて、金属支持フレキシブル回路基板のMIT曲げ耐力回数が20回以上多い場合はさらに良い。
JIS規格Z2241(2011)3.10.1に定義される引張強度である。各実施例および比較例で用いた支持体および得られた金属支持フレキシブル基板、金属支持フレキシブル回路基板について、上記(1)のとおり引張強度を測定し、測定後の試験片につき、試験後の試験片を突き合わせて、標点距離を測定し、原標点で割って百分率で表した値を伸度とした。
(3)MIT曲げ耐力回数(支持体、金属支持フレキシブル基板、金属支持フレキシブル回路基板)
各実施例および比較例において用いた支持体、および得られた金属支持フレキシブル基板、金属支持フレキシブル回路基板について、JIS規格P8115(2001)に準じたMIT型自動屈曲試験機(東洋精機社製 MIT−D)によって、曲率半径0.5mm、折り曲げ速度6回/秒、縦加重2.5N/cm、折り曲げ角度両側90°にて計測された破断までの屈曲回数を計測し、MIT曲げ耐力回数とした。破断は、形成された配線破断もしくは(2)支持体の破断のいずれか早い方とした。破断までの屈曲回数は35回以上であれば良好、100回以上であればなお良い。また、金属支持フレキシブル基板のMIT曲げ耐力回数に比べて、金属支持フレキシブル回路基板のMIT曲げ耐力回数が20回以上多い場合はさらに良い。
(4)反り(回路形成用銅箔積層済み金属支持フレキシブル基板)
各実施例および比較例において得られた回路形成用銅箔積層済み金属支持フレキシブル基板を、35mm×190mmに裁断しカール量評価用金属支持フレキシブル基板とした。カール量評価用金属支持フレキシブル基板を23℃/55%RHにて24時間調湿を行った後、カールした基板の端部を上向きにガラスプレート上に静置した状態でガラスプレートからの最高高さ位置を計測しカール量とした。カール量は7mm以下であれば良好、3mm以下であれば極めて良好と判断できる。
各実施例および比較例において得られた回路形成用銅箔積層済み金属支持フレキシブル基板を、35mm×190mmに裁断しカール量評価用金属支持フレキシブル基板とした。カール量評価用金属支持フレキシブル基板を23℃/55%RHにて24時間調湿を行った後、カールした基板の端部を上向きにガラスプレート上に静置した状態でガラスプレートからの最高高さ位置を計測しカール量とした。カール量は7mm以下であれば良好、3mm以下であれば極めて良好と判断できる。
(5)回路加工流動性
各実施例および比較例において得られた金属支持フレキシブル基板から金属支持フレキシブル回路基板を得る工程における回路加工流動性を、以下の基準で評価した。
◎:金属支持フレキシブル基板のコシ不足による搬送時のスプロケットホールの脱落や破壊、パスライン中での引っかかり等は無く、端部折れの発生も無かった。通常のフィルムベースフレキシブル基板の標準的な搬送速度3m/minの加工ラインにおいて、3m/minでの搬送が可能であった。
○:搬送が可能であり、金属支持フレキシブル基板のコシ不足による搬送性低下はあったが流動可能で、ライン速度や張力の調整で通常のフィルムベースフレキシブル基板の標準的な搬送速度3m/minの加工ラインにおいて、2m/min以上で問題なく加工可能であった。
△:搬送は困難で、スプロケット搬送以外の手法を用いる必要と、それに応じた設備改造を行なうことで通常のフィルムベースフレキシブル基板の標準的な搬送速度3m/minの加工ラインにおいて、2m/min未満の低速流動が可能であった。
×:金属支持フレキシブル基板のコシが強すぎて、搬送パスラインを通すことが出来ないもしくは搬送グリップのチャッキングミスやスプロケットホールからの脱落で、流動出来なかった。もしくは、コシが弱すぎて基板が変形・破損してしまい搬送することができなかった。
各実施例および比較例において得られた金属支持フレキシブル基板から金属支持フレキシブル回路基板を得る工程における回路加工流動性を、以下の基準で評価した。
◎:金属支持フレキシブル基板のコシ不足による搬送時のスプロケットホールの脱落や破壊、パスライン中での引っかかり等は無く、端部折れの発生も無かった。通常のフィルムベースフレキシブル基板の標準的な搬送速度3m/minの加工ラインにおいて、3m/minでの搬送が可能であった。
○:搬送が可能であり、金属支持フレキシブル基板のコシ不足による搬送性低下はあったが流動可能で、ライン速度や張力の調整で通常のフィルムベースフレキシブル基板の標準的な搬送速度3m/minの加工ラインにおいて、2m/min以上で問題なく加工可能であった。
△:搬送は困難で、スプロケット搬送以外の手法を用いる必要と、それに応じた設備改造を行なうことで通常のフィルムベースフレキシブル基板の標準的な搬送速度3m/minの加工ラインにおいて、2m/min未満の低速流動が可能であった。
×:金属支持フレキシブル基板のコシが強すぎて、搬送パスラインを通すことが出来ないもしくは搬送グリップのチャッキングミスやスプロケットホールからの脱落で、流動出来なかった。もしくは、コシが弱すぎて基板が変形・破損してしまい搬送することができなかった。
(実施例1)
(a)接着剤層シートの作製
(A)ダイマー酸ポリエーテルアミド樹脂(“トーマイド”(登録商標)PA−200、富士化成工業社製、アミン価3、溶融粘度40.0Pa・s)100重量部、(B)レゾールフェノール樹脂(CKM1634 昭和高分子社製)50重量部、(C)エポキシ樹脂(“エピコート”(登録商標)YL980、ジャパンエポキシレジン社製)80重量部、(D)硬化促進剤(2エチル−4メチルイミダゾール(2E4MZ)、東京化成社製)2重量部に、エタノール/トルエン混合溶剤(混合重量比率 エタノール1:トルエン4)を加え、30℃で撹拌、混合して固形分濃度25重量%接着剤組成物を作製した。この接着剤組成物をバーコータで、(4)保護フィルム(シリコーン離型剤付きの厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(藤森工業(株)製“フィルムバイナ”(登録商標)GT))に約12μmの乾燥厚さとなるように塗布し、150℃で4分間乾燥した後、形成された接着剤層面に別の(4)保護フィルムを貼り合わせることで両側を(4)保護フィルムでサンドされた接着剤層シートを作製した。
(a)接着剤層シートの作製
(A)ダイマー酸ポリエーテルアミド樹脂(“トーマイド”(登録商標)PA−200、富士化成工業社製、アミン価3、溶融粘度40.0Pa・s)100重量部、(B)レゾールフェノール樹脂(CKM1634 昭和高分子社製)50重量部、(C)エポキシ樹脂(“エピコート”(登録商標)YL980、ジャパンエポキシレジン社製)80重量部、(D)硬化促進剤(2エチル−4メチルイミダゾール(2E4MZ)、東京化成社製)2重量部に、エタノール/トルエン混合溶剤(混合重量比率 エタノール1:トルエン4)を加え、30℃で撹拌、混合して固形分濃度25重量%接着剤組成物を作製した。この接着剤組成物をバーコータで、(4)保護フィルム(シリコーン離型剤付きの厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(藤森工業(株)製“フィルムバイナ”(登録商標)GT))に約12μmの乾燥厚さとなるように塗布し、150℃で4分間乾燥した後、形成された接着剤層面に別の(4)保護フィルムを貼り合わせることで両側を(4)保護フィルムでサンドされた接着剤層シートを作製した。
(b)金属支持フレキシブル基板、回路形成用銅箔積層済み金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作製
上記(a)で得られた接着剤層シートにおける片側の(4)保護フィルムを剥離した。次に(2)支持体として用いるアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の両面に、ポリアミドイミド樹脂(HR−11NN、東洋紡社製、Tg300℃)に、エポキシ樹脂を混合比率10%で添加したものを乾燥後の厚み3.0μmとなるようにして塗布し、これを300℃で5分処理して乾燥させて(3)支持体被覆層を作製した。次にこれの一方の面に、上記片側の保護フィルムを剥離した接着剤層シートの(1)接着剤層側の面を合わせて100℃、0.3MPaの条件でラミネートし、金属支持フレキシブル基板を得た。
上記(a)で得られた接着剤層シートにおける片側の(4)保護フィルムを剥離した。次に(2)支持体として用いるアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の両面に、ポリアミドイミド樹脂(HR−11NN、東洋紡社製、Tg300℃)に、エポキシ樹脂を混合比率10%で添加したものを乾燥後の厚み3.0μmとなるようにして塗布し、これを300℃で5分処理して乾燥させて(3)支持体被覆層を作製した。次にこれの一方の面に、上記片側の保護フィルムを剥離した接着剤層シートの(1)接着剤層側の面を合わせて100℃、0.3MPaの条件でラミネートし、金属支持フレキシブル基板を得た。
金属支持フレキシブル基板の(4)保護フィルムを剥離し、18μmの電解銅箔を、140℃、0.3MPa圧力、3m/minの条件でラミネートした。続いてエアオーブン中で、80℃で3時間、100℃で5時間、150℃で5時間の順次加熱処理を行い、回路形成用銅箔積層済み金属支持フレキシブル基板を作製した。得られた回路形成用銅箔積層済み金属支持フレキシブル基板の回路形成用銅箔面に常法によりフォトレジスト膜形成、エッチング、レジスト剥離を行い、配線ピッチ100μm(導体幅50μm)の対向電極回路を形成した後、ホウフッ酸系(ロームアンドハース社製 スズメッキ液(商品名)“TINPOSIT”(登録商標)LT−34)の無電解スズメッキ液に70℃、5分浸漬処理し、0.5μm厚のメッキを施して、金属支持フレキシブル回路基板を作製した。なお上記の金属支持フレキシブル基板から金属支持フレキシブル回路基板を得る工程において搬送する際の速度はレジスト膜形成から剥離工程間を3m/minで行った。
上記方法によって得られた金属支持フレキシブル基板、回路形成用銅箔積層済み金属支持フレキシブル基板、金属支持フレキシブル回路基板を用いて、前記(1)〜(5)の評価を行った。
(実施例2)
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((3003 質別H26 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((3003 質別H26 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
(実施例3)
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((3003 質別H22 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((3003 質別H22 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
(実施例4)
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((3003 質別O 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((3003 質別O 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
(実施例5)
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((1N30 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((1N30 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
(実施例6)
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((1N30 質別H26 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((1N30 質別H26 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
(実施例7)
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((1N30 質別H22 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((1N30 質別H22 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
(実施例8)
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((1N30 質別O 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((1N30 質別O 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
(実施例9)
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((8021 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((8021 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
(実施例10)
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((8021 質別H26 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((8021 質別H26 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
(実施例11)
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((8021 質別H22 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((8021 質別H22 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
(実施例12)
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((8021 質別O 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((8021 質別O 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
(比較例1)
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((3004 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
金属支持フレキシブル基板および金属支持フレキシブル回路基板の作成に当たり、(2)支持体としてアルミニウム箔(3003 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))の代わりにアルミニウム箔((3004 質別H18 50μm厚(住軽アルミ株式会社製))を用いた以外は実施例1と同様の方法で作製し、前記(1)〜(5)記載の評価を行った。
各実施例、比較例で使用した(2)支持体を表1に示した。各実施例の評価項目(1)〜(5)の結果を表2に示した。
Claims (9)
- (1)接着剤層および(2)支持体を有する金属支持フレキシブル基板であって、前記(2)支持体が伸度5%以上かつMIT曲げ耐力回数が35回以上のアルミニウム箔であることを特徴とする金属支持フレキシブル基板。
- 前記(2)支持体の前記(1)接着剤層側および/またはその反対側に(3)支持体被覆層が構成されていることを特徴とする請求項1に記載の金属支持フレキシブル基板。
- 前記(2)支持体が、3003、1N30または8021アルミニウム箔であることを特徴とする請求項1または2に記載の金属支持フレキシブル基板。
- 前記(2)支持体の質別がH18、H22、H24またはH26であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の金属支持フレキシブル基板。
- 前記(1)接着剤層が、(A)ダイマー酸残基を含むポリアミド樹脂および(B)フェノール樹脂を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の金属支持フレキシブル基板。
- 請求項1〜5のいずれか記載の金属支持フレキシブル基板を用いた、テープオートメーテッドボンディング用金属支持キャリアテープ。
- 請求項1〜5のいずれか記載の金属支持フレキシブル基板を用いた、LED実装用金属支持フレキシブル回路基板。
- 請求項1〜5のいずれか記載の金属支持フレキシブル基板を用いた、放熱性金属支持フレキシブル回路基板。
- 請求項1〜5のいずれか記載の金属支持フレキシブル基板を用いた回路形成用銅箔積層済み金属支持フレキシブル回路基板であって、回路形成用の金属層によって形成された回路が、フライングリード構造を有していることを特徴とする、回路形成用銅箔積層済み金属支持フレキシブル回路基板。
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---|---|---|---|---|
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