JP4086768B2 - フレキシブル回路用基板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、フレキシブルプリント配線板の製造に用いられるフレキシブル回路用基板の製造方法に関する。
従来より、種々の電気機器または電子機器にフレキシブルプリント配線板が用いられている。上記電気機器および電子機器の小型化および軽量化を実現するために、フレキシブルプリント配線板上の配線パターンは高密度化されるとともに、小型化および高密度化された実装部品がフレキシブルプリント配線板に搭載されている。
一般に、フレキシブルプリント配線板上の配線パターンは、金属箔である銅箔とポリイミドフィルム等の絶縁層とを加熱状態で熱硬化性接着剤によりラミネートし、さらに温度を上昇させて熱硬化性接着剤を硬化させた後、銅箔をエッチングすることによって形成される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３２６３０８号公報
しかしながら、銅箔がエッチングにより除去されると、フレキシブルプリント配線板の内部に蓄積された内部応力によりフレキシブルプリント配線板の実際の寸法が設計寸法に比べて著しく変化する。その結果、実装部品が、設計段階における位置から外れた位置に搭載され、実装部品とフレキシブルプリント配線板との接続が不可能になることがある。
本発明の目的は、金属箔のエッチング後に、実際の寸法が設計寸法に比べて著しく変化しないフレキシブル回路用基板の製造方法を提供することである。
第１の発明に係るフレキシブル回路用基板の製造方法は、絶縁層および接着層からなる複層絶縁樹脂層に、絶縁層のガラス転移温度以上の温度で金属箔を積層し、絶縁層のガラス転移温度以上の温度は、１００℃以上４００℃以下であり、かつ、複層絶縁樹脂層と金属箔とが積層される温度での複層絶縁樹脂層の弾性率は、１．０×１０ ８ Ｐａ以上１．０×１０ １０ Ｐａ以下であるものである。
本発明に係るフレキシブル回路用基板の製造方法においては、フレキシブル回路用基板は、絶縁層と金属箔とを接着層を介して、複層絶縁樹脂層のガラス転移温度以上の温度で積層することにより形成される。それにより、フレキシブル回路用基板の金属箔のエッチング後において、内部応力によるフレキシブルプリント配線板の寸法変化を抑制することができる。したがって、フレキシブルプリント配線板上の搭載されるべき正確な位置に実装部品を搭載することができる。
第２の発明に係るフレキシブル回路用基板の製造方法は、絶縁層およびその絶縁層の両面に接着された接着層からなる複層絶縁樹脂層の両面に、絶縁層のガラス転移温度以上の温度で金属箔をそれぞれ積層し、絶縁層のガラス転移温度以上の温度は、１００℃以上４００℃以下であり、かつ、複層絶縁樹脂層と金属箔とが積層される温度での複層絶縁樹脂層の弾性率は、１．０×１０ ８ Ｐａ以上１．０×１０ １０ Ｐａ以下であるものである。
本発明に係るフレキシブル回路用基板の製造方法においては、フレキシブル回路用基板は、絶縁層と金属箔とを接着層を介して、複層絶縁樹脂層のガラス転移温度以上の温度で積層することにより形成される。それにより、フレキシブル回路用基板の金属箔のエッチング後において、内部応力によるフレキシブルプリント配線板の寸法変化を抑制することができる。したがって、フレキシブルプリント配線板上の搭載されるべき正確な位置に実装部品を搭載することができる。
本発明に係るフレキシブル回路用基板の製造方法によれば、フレキシブル回路用基板の金属箔のエッチング後において、内部応力によるフレキシブルプリント配線板の寸法変化を抑制することができる。したがって、フレキシブルプリント配線板上の搭載されるべき正確な位置に実装部品を搭載することができる。
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態に係るフレキシブル回路用基板の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係るフレキシブル回路用基板は、絶縁層の片面に金属箔がラミネートされた片面フレキシブル回路用基板である。
図１は第１の実施の形態に係るフレキシブル回路用基板の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係るフレキシブル回路用基板は、絶縁層の片面に金属箔がラミネートされた片面フレキシブル回路用基板である。
図１に示すように、片面フレキシブル回路用基板１００は、絶縁層１、接着層２および金属箔３が順に積層された構造を有する。以下、絶縁層１と接着層２との積層構造を第１の複層絶縁樹脂シート１０と称する。
片面フレキシブル回路用基板１００は、絶縁層１と金属箔３とを接着層２を介して所定温度（以下、ラミネート温度と称する）でラミネートすることにより形成される。本実施の形態においては、上記ラミネート温度は、第１の複層絶縁樹脂シート１０のガラス転移温度Ｔｇ以上の温度に設定される。ここで、ラミネート温度は、絶縁層１および接着層２の温度である。
そして、上記片面フレキシブル回路用基板１００の金属箔３をエッチングすることによって配線パターンが形成され、フレキシブルプリント配線板が製造される。金属箔３がエッチングされる前の基板が片面フレキシブル回路用基板１００であり、金属箔３がエッチングされた後の基板がフレキシブルプリント配線板である。
ここで、絶縁層１として、ポリイミドフィルム、ポリパラバン酸フィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリエーテルイミドフィルムまたはポリエーテルエーテルケトンフィルム等のエンジニアリングプラスチックフィルムを用いることができる。
また、接着層２として、熱可塑性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂とアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）との混合樹脂、エポキシ樹脂とアクリルゴムとの混合樹脂、エポキシ樹脂とポリエステル樹脂との混合樹脂またはブチラール等の絶縁性および可撓性に優れた樹脂を用いることができる。
また、金属箔３として、銅箔、アルミニウム箔またはニクロム箔等の導電性に優れた金属箔を用いることができる。さらに、金属箔３の表面に、錫、はんだ、金またはニッケル等の金属メッキを施してもよい。
絶縁層１の厚さは、１２．５μｍ〜５０μｍの範囲に設定され、接着層２の厚さは、１μｍ〜２５μｍの範囲に設定され、金属箔３の厚さは、１２μｍ〜３８μｍの範囲に設定される。
なお、上記絶縁層１の材料および厚さ、接着層２の材料および厚さおよび金属箔３の材料および厚さは例示であり、これらに限定されるものではなく、適宜変更して設定することができる。
本実施の形態においては、片面フレキシブル回路用基板１００は、絶縁層１と金属箔３とを接着層２を介して、第１の複層絶縁樹脂シート１０のガラス転移温度Ｔｇ以上の温度でラミネートすることにより形成される。それにより、片面フレキシブル回路用基板１００の金属箔３のエッチング後において、内部応力によるフレキシブルプリント配線板の寸法変化を抑制することができる。したがって、フレキシブルプリント配線板上の搭載されるべき正確な位置に実装部品を搭載することができる。
また、第１の複層絶縁樹脂シート１０のガラス転移温度Ｔｇ以上の温度に設定される上記ラミネート温度は、１００℃〜４００℃の範囲が好ましい。それにより、片面フレキシブル回路用基板１００の金属箔３のエッチング後において、内部応力によるフレキシブルプリント配線板の寸法変化をさらに抑制することができる。
さらに、上記ラミネート温度下での第１の複層絶縁樹脂シート１０の弾性率は、１．０×１０8Ｐａ〜１．０×１０10Ｐａの範囲が好ましい。それにより、片面フレキシブル回路用基板１００の金属箔３のエッチング後において、内部応力によるフレキシブルプリント配線板の寸法変化をさらに抑制することができる。
本実施の形態においては、第１の複層絶縁樹脂シート１０が複層絶縁樹脂層に相当する。
（第２の実施の形態）
図２は第２の実施の形態に係るフレキシブル回路用基板の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係るフレキシブル回路用基板は、絶縁層の両面に金属箔がラミネートされた両面フレキシブル回路用基板である。
図２は第２の実施の形態に係るフレキシブル回路用基板の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係るフレキシブル回路用基板は、絶縁層の両面に金属箔がラミネートされた両面フレキシブル回路用基板である。
図２に示すように、両面フレキシブル回路用基板１０１は、絶縁層１の両面にそれぞれ接着層２および金属箔３が順に積層された構造を有する。以下、接着層２、絶縁層１および接着層２の積層構造を第２の複層絶縁樹脂シート２０と称する。
両面フレキシブル回路用基板１０１は、絶縁層１と金属箔３とを接着層２を介して所定温度（以下、ラミネート温度と称する）でラミネートすることにより形成される。本実施の形態においては、上記ラミネート温度は、第２の複層絶縁樹脂シート２０のガラス転移温度Ｔｇ以上の温度に設定される。
そして、上記両面フレキシブル回路用基板１０１の金属箔３をエッチングすることによって配線パターンが形成され、フレキシブルプリント配線板が製造される。金属箔３がエッチングされる前の基板が両面フレキシブル回路用基板１０１であり、金属箔３がエッチングされた後の基板がフレキシブルプリント配線板である。
本実施の形態における絶縁層１、接着層２および金属箔３の材料ならびに厚さは、第１の実施の形態における絶縁層１、接着層２および金属箔３の材料ならびに厚さと同様である。
なお、上記絶縁層１の材料および厚さ、接着層２の材料および厚さおよび金属箔３の材料および厚さは例示であり、これらに限定されるものではなく、適宜変更して設定することができる。
本実施の形態においては、両面フレキシブル回路用基板１０１は、絶縁層１と金属箔３とを接着層２を介して、第２の複層絶縁樹脂シート２０のガラス転移温度Ｔｇ以上の温度でラミネートすることにより形成される。それにより、両面フレキシブル回路用基板１０１の金属箔３のエッチング後において、内部応力によるフレキシブルプリント配線板の寸法変化を抑制することができる。したがって、フレキシブルプリント配線板上の搭載されるべき正確な位置に実装部品を搭載することができる。
また、第２の複層絶縁樹脂シート２０のガラス転移温度Ｔｇ以上の温度に設定される上記ラミネート温度は、１００℃〜４００℃の範囲が好ましい。それにより、両面フレキシブル回路用基板１０１の金属箔３のエッチング後において、内部応力によるフレキシブルプリント配線板の寸法変化をさらに抑制することができる。
さらに、上記ラミネート温度下での第２の複層絶縁樹脂シート２０の弾性率は、１．０×１０8Ｐａ〜１．０×１０10Ｐａの範囲が好ましい。それにより、両面フレキシブル回路用基板１０１の金属箔３のエッチング後において、内部応力によるフレキシブルプリント配線板の寸法変化をさらに抑制することができる。
本実施の形態においては、第２の複層絶縁樹脂シート２０が複層絶縁樹脂層に相当する。
以下、第１および第２の実施の形態に基づいて実施例１〜３および比較例１，２のフレキシブル回路用基板を製造し、製造されたフレキシブル回路用基板の金属箔３のエッチング後におけるフレキシブルプリント配線板の寸法変化について評価した。
実施例３および比較例２では片面フレキシブル回路用基板１００を用い、実施例１，２および比較例１では両面フレキシブル回路用基板１０１を用いた。
実施例１〜３および比較例１，２で用いた片面フレキシブル回路用基板１００および両面フレキシブル回路用基板１０１における絶縁層１の材料名および厚さ（μｍ）を表１に示す。
また、実施例１〜３および比較例１，２で用いた片面フレキシブル回路用基板１００および両面フレキシブル回路用基板１０１における接着層２の材料名および厚さ（μｍ）、金属箔３の材料名および厚さ（μｍ）を表２に示す。
さらに、ラミネート温度（℃）、ラミネート温度下での第１の複層絶縁樹脂シート１０および第２の複層絶縁樹脂シート２０の弾性率（Ｐａ）、第１の複層絶縁樹脂シート１０および第２の複層絶縁樹脂シート２０のガラス転移温度Ｔｇ（℃）および寸法変化率ＭＤ，ＴＤ（％）を表２に示す。寸法変化率ＭＤ，ＴＤの詳細については後述する。
実施例１〜３および比較例１，２においては、表２に示す第１の複層絶縁樹脂シート１０および第２の複層絶縁樹脂シート２０のガラス転移温度Ｔｇならびにラミネート温度下での弾性率を測定するために、試料として、５ｍｍ幅×３０ｍｍ長サイズの第１の複層絶縁樹脂シート１０および第２の複層絶縁樹脂シート２０を用いて動的粘弾性測定試験を行った。
なお、第１の複層絶縁樹脂シート１０および第２の複層絶縁樹脂シート２０の厚さは、表１に示す絶縁層１の厚さおよび表２に示す接着層２の厚さの合算値である。
上記動的粘弾性測定試験においては、測定装置として、ＲＳＡ−２固体粘弾性評価装置（レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー株式会社製）を用いた。測定モードは、引張りモードとし、チャック間距離は２２．６ｍｍとした。また、測定温度は、−５０℃〜５００℃の範囲に設定し、昇温速度は、５℃／分とし、周波数は１Ｈｚとした。
ガラス転移温度Ｔｇとしては、損失弾性率と貯蔵弾性率との比より算出される損失正接ｔａｎδのピーク温度を用いた。実施例１〜４においては、第１の複層絶縁樹脂シート１０および第２の複層絶縁樹脂シート２０のガラス転移温度Ｔｇとして、接着層２のガラス転移温度Ｔｇよりも高い温度値を有する絶縁層１のガラス転移温度Ｔｇを用いた。
次に、片面フレキシブル回路用基板１００および両面フレキシブル回路用基板１０１の金属箔３のエッチング後におけるフレキシブルプリント配線板の寸法変化の評価について説明する。
図３は寸法変化評価用のフレキシブル回路用基板の概略平面図である。
図３に示すように、片面フレキシブル回路用基板１００および両面フレキシブル回路用基板１０１には、四方の角部にそれぞれ直径０．５ｍｍの孔Ｈが設けられている。
ここで、搬送方向に対する一方の孔Ｈの中心と他方の孔Ｈの中心との距離を寸法ＬMDとし、搬送方向と垂直をなす方向に対する一方の孔Ｈの中心と他方の孔Ｈの中心との距離をＬTDとする。
まず、金属箔３をエッチングする前に、ＩＰＣ（The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuit）６５０ ２．２．４に基づいて上記寸法ＬMD，ＬTDを予め測定し、それぞれ寸法ＬMD0，ＬTD0とした。
続いて、金属箔３をエッチングにより除去した後、室温２３℃、湿度５０％ＲＨの恒温室の中に、２４時間の間、フレキシブルプリント配線板を放置した。その後、再び寸法ＬMD，ＬTDを測定し、それぞれ寸法ＬMD1，ＬTD1とした。
上記の寸法ＬMD0，ＬTD0および寸法ＬMD1，ＬTD1の値より、フレキシブルプリント配線板の搬送方向の寸法変化率ＭＤ（％）を（ＬMD1−ＬMD0）／ＬMD0×１００により算出した。
また、寸法ＬMD0，ＬTD0および寸法ＬMD1，ＬTD1の値より、フレキシブルプリント配線板の搬送方向と垂直をなす方向の寸法変化率ＴＤ（％）を（ＬTD1−ＬTD0）／ＬTD0×１００により算出した。
表２に示すように、実施例１および実施例２においては、接着層２および金属箔３の材料および厚さは同一とし、絶縁層１の材料および厚さを異にした。また、ラミネート温度は、第２の複層絶縁樹脂シート２０のガラス転移温度Ｔｇ以上に設定した。
その結果、実施例１においては、寸法変化率ＭＤ，ＴＤは、それぞれ−０．０６７（％），−０．０５９（％）となり、寸法変化率ＭＤ，ＴＤともに±０．１（％）の範囲に抑制することができた。また、実施例２においては、寸法変化率ＭＤ，ＴＤは、それぞれ−０．０３７（％），０．０３４（％）となり、寸法変化率ＭＤ，ＴＤともに±０．１（％）の範囲に抑制することができた。
実施例３および比較例２においては、絶縁層１の材料および厚さ、接着層２の材料および厚さおよび金属箔３の材料および厚さを同一とした。また、実施例３では、ラミネート温度を第１の複層絶縁樹脂シート１０のガラス転移温度Ｔｇ以上に設定し、比較例２では、ラミネート温度を第１の複層絶縁樹脂シート１０のガラス転移温度Ｔｇ以下に設定した。
その結果、実施例３においては、寸法変化率ＭＤ，ＴＤは、それぞれ−０．０５８（％），０．０１１（％）となり、寸法変化率ＭＤ，ＴＤともに±０．１（％）の範囲に抑制することができた。また、比較例２においては、寸法変化率ＭＤ，ＴＤは、それぞれ−０．１１（％），０．１２（％）となり、寸法変化率ＭＤ，ＴＤともに±０．１（％）の範囲に抑制することができなかった。
また、比較例１においては、ラミネート温度を第２の複層絶縁樹脂シート２０のガラス転移温度Ｔｇ以下に設定した結果、寸法変化率ＭＤ，ＴＤともに±０．１（％）の範囲に抑制することができなかった。
以上の実施例１〜３の結果と比較例１，２の結果の比較から、ラミネート温度は、１００℃以上４００℃以下が好ましく、ラミネート温度下での第１の複層絶縁樹脂シート１０および第２の複層絶縁樹脂シート２０の弾性率は、１．０×１０8Ｐａ以上１．０×１０10Ｐａ以下が好ましいことがわかった。
本発明に係るフレキシブル回路用基板の製造方法は、フレキシブルプリント配線板の製造等に利用することができる。
１ 絶縁層
２ 接着層
３ 金属箔
１０ 第１の複層絶縁樹脂シート
２０ 第２の複層絶縁樹脂シート
１００ 片面フレキシブル回路用基板
１０１ 両面フレキシブル回路用基板
２ 接着層
３ 金属箔
１０ 第１の複層絶縁樹脂シート
２０ 第２の複層絶縁樹脂シート
１００ 片面フレキシブル回路用基板
１０１ 両面フレキシブル回路用基板
Claims (2)
- フレキシブル回路用基板の製造方法であって、
絶縁層および接着層からなる複層絶縁樹脂層に、前記絶縁層のガラス転移温度以上の温度で金属箔を積層し、
前記絶縁層のガラス転移温度以上の温度は、１００℃以上４００℃以下であり、かつ、前記複層絶縁樹脂層と前記金属箔とが積層される温度での前記複層絶縁樹脂層の弾性率は、１．０×１０ ８ Ｐａ以上１．０×１０ １０ Ｐａ以下であることを特徴とするフレキシブル回路用基板の製造方法。 - フレキシブル回路用基板の製造方法であって、
絶縁層および前記絶縁層の両面に接着された接着層からなる複層絶縁樹脂層の両面に、前記絶縁層のガラス転移温度以上の温度で金属箔をそれぞれ積層し、
前記絶縁層のガラス転移温度以上の温度は、１００℃以上４００℃以下であり、かつ、前記複層絶縁樹脂層と前記金属箔とが積層される温度での前記複層絶縁樹脂層の弾性率は、１．０×１０ ８ Ｐａ以上１．０×１０ １０ Ｐａ以下であることを特徴とするフレキシブル回路用基板の製造方法。
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