JP4162659B2 - フレキシブルプリント配線板及び多層フレキシブルプリント配線板、前記多層フレキシブルプリント配線板を用いた携帯電話端末 - Google Patents
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Description
図3に示すように、多層FPC400は、回路基板100と、回路基板300と、回路基板100及び回路基板300の間に位置するFPC基板200とからなる。なお、図3において、回路基板100は図示を省略してあるが、回路基板300と同様の層構成で、回路パターンが異なる構成となっている。例えば、図3の回路基板300が6層であったら、回路基板100も6層となるが、回路パターンは回路基板300と100では異なる構成となる。
また、一体型多層FPC基板の屈曲部分については、十分な柔軟性(屈曲性)を確保するために、FPC基板とFPC基板との間は接着せずに、回路基板部分のみを積層貼着する。
このような多層フレキシブル回路基板の屈曲部における絶縁層同士が接合しないように非接合部を設けた構成が開示されている(特許文献1)。
しかし、一体型多層FPC基板の製造方法においては、例えば140〜200℃×20〜50kgf/cm2程度の加熱加圧処理により積層貼着する為、接着シート等を介さずとも接続部分のFPC同士が密着してしまい、十分な柔軟性を保持できないという(換言すれば十分な耐屈曲性を発揮することできない)問題点が生じていた。また、従来はこの問題を解決するために人力によって、密着したFPC基板を一枚毎に剥がしていた。これにより、製造コストも大きくなってしまうという問題点も有していた。
従って、本発明の目的は、非接着部分と接着部分とを有する基板の積層方法において、屈曲部のFPC基板の密着を防止し、十分な耐屈曲性を保持できるフレキシブルプリント配線板及び多層フレキシブルプリント配線板を提供することにある。
前記第1の電気絶縁層表面の10点平均粗さが1.5μm以上〜2.0μm未満であって、かつ接触角が60°以上〜120°未満、または、10点平均粗さが2.0μm以上〜4.0μm未満であり、
前記カバーレイにおける第2の電気絶縁層表面の10点平均粗さが1.5μm以上〜2.0μm未満であって、かつ接触角が60°以上〜120°未満、または、10点平均粗さが2.0μm以上〜4.0μm未満である、フレキシブルプリント配線板が2つ以上積層された多層フレキシブルプリント配線板であって、
屈曲可能な状態で、かつ露出した2つ以上のフレキシブルプリント配線板の電気絶縁層表面が対向し、非接着状態であり、該フレキシブルプリント配線板の一部が第1の多層フレキシブルプリント配線板と第2の多層フレキシブルプリント配線板にそれぞれ積層されていることを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板が提供される。
また、少なくとも第1の電気絶縁層と、第1の接着剤層と、導体層と、該導体層に設けられた、第2の接着剤層および第2の電気絶縁層からなるカバーレイと、を備え、
前記第1の電気絶縁層表面の10点平均粗さが1.5μm以上〜2.0μm未満であって、かつ接触角が60°以上〜120°未満、または、10点平均粗さが2.0μm以上〜4.0μm未満であり、
前記カバーレイにおける第2の電気絶縁層表面の10点平均粗さが1.5μm以上〜2.0μm未満であって、かつ接触角が60°以上〜120°未満、または、10点平均粗さが2.0μm以上〜4.0μm未満である、フレキシブルプリント配線板が2つ以上積層された多層フレキシブルプリント配線板であって、
屈曲可能な状態で、かつ露出した2つ以上のフレキシブルプリント配線板の電気絶縁層表面が対向し、非接着状態であり、該フレキシブルプリント配線板の一部が第1の多層フレキシブルプリント配線板と第2の多層フレキシブルプリント配線板にそれぞれ積層されていることを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板が提供される。
これにより、該フレキシブルプリント配線板の柔軟性が保持され、耐屈曲性が向上する。
本発明のフレキシブルプリント配線板としては、第1実施形態として、少なくとも電気絶縁層と、導体層とからなるフレキシブルプリント配線板であって、前記電気絶縁層表面の10点平均粗さが1.5μm以上〜2.0μm未満であって、かつ接触角が60°以上〜120°未満、または、10点平均粗さが2.0μm以上〜4.0μm未満であることを特徴とするフレキシブルプリント配線板が提供される。
図4において、フレキシブルプリント配線板800は、導体層820と電気絶縁層810とからなる。
第1実施形態における電気絶縁層810は、電気絶縁性樹脂811とフィラー812を必須成分とする樹脂組成物から構成される。
フィラー添加法においては、添加するフィラーの量が表面形状の凹凸形状に影響を与えることが種々の実験から明らかとなった。フィラー812の添加量は、硬化成形後の電気絶縁性樹脂100重量部に対して好ましくは0.2〜20重量部、更に好ましくは0.2〜10重量部である。フィラー812の添加量が0.2重量部未満である場合は、電気絶縁層表面に十分な表面凹凸を形成することができず、対向する電気絶縁層同士を加熱加圧した場合は前記層同士が密着してしまい、十分な柔軟性を得ることができず耐屈曲性を発揮することができない。また、20重量部以上である場合は、例えば電気特性などの所望とされる特性を発揮することができない。
本発明のフレキシブルプリント配線板としては、第2実施形態として、少なくとも電気絶縁層と、接着剤層と、導体層とからなるフレキシブルプリント配線基板であって、前記電気絶縁層表面の10点平均粗さが1.5μm以上〜2.0μm未満であって、かつ接触角が60°以上〜120°未満、または、10点平均粗さが2.0μm以上〜4.0μm未満であることを特徴とするフレキシブルプリント配線板が提供される。
図5において、フレキシブルプリント配線板900は、導体層930と接着剤層920と電気絶縁層910とからなる。
これにより、前記フレキシブルプリント配線板が複数積層された場合、例えば140〜200℃×20〜50kgf/cm2程度の加熱加圧であっても上記構成のフレキシブルプリント配線板を用いることにより、対向する前記電気絶縁層の密着が防止されるため、それぞれのフレキシブルプリント配線板の柔軟性が保持され耐屈曲性が向上する。
従来、電気絶縁層と接着剤層との密着性を向上させるために、プラズマ処理、コロナ処理など表面処理を施すことにより電気絶縁層に表面官能基(特に、カルボキシル基やヒドロキシル基などの親水性官能基)を導入する手法が取られている。これは前記絶縁層に導入した表面官能基と接着剤組成物中の反応性官能基との間の化学結合、または、水素結合などの2次的凝集結合を利用して密着性を向上させる方法である。
本発明のフレキシブルプリント配線板としては、第3実施形態として、接着剤層と、電気絶縁層とからなるカバーレイが導体層に設けられているフレキシブルプリント配線板であって、前記カバーレイにおける電気絶縁層表面の10点平均粗さが1.5μm以上〜2.0μm未満であって、かつ接触角が60°以上〜120°未満、または、10点平均粗さが2.0μm以上〜4.0μm未満であることを特徴とするフレキシブルプリント配線板が提供される。
図6において、電気絶縁層710と接着剤層720とからなるカバーレイ700は、第1実施形態または、第2実施形態のフレキシブルプリント配線板などの回路パターンが形成されている導体層の上に設けられる。
本発明のフレキシブルプリント配線板としては、第4実施形態として、第3実施形態などのフレキシブルプリント配線板が少なくとも2つ以上積層された多層フレキシブルプリント配線板であって、屈曲可能な状態で、かつ露出した2つ以上のフレキシブルプリント配線板の電気絶縁層表面が対向し、非接着状態であり、該フレキシブルプリント配線板の一部が第1の多層フレキシブルプリント配線板と第2の多層フレキシブルプリント配線板にそれぞれ積層されていることを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板が提供される。
本発明のフレキシブルプリント配線板としては、第5実施形態として、第1の筐体と、第2の筐体とを回動可能に接続するヒンジ部分を有する携帯電話端末において、前記ヒンジ部を通過する、屈曲可能な状態で、かつ露出した2つ以上のフレキシブルプリント配線板の電気絶縁層表面が対向し、非接着状態である該フレキシブルプリント配線板を有する多層フレキシブルプリント配線板を用いた携帯電話端末が提供される。
図8(b)において、ヒンジ部20を通過するフレキシブルプリント配線板630は、U字型に巻かれている。
〈実施例1〜5及び比較例1〜3〉
2層基板における表面粗さ、接触角、貼り付き性、絶縁破壊電圧について評価し、その結果を表1に示す。
ポリイミド樹脂はポリイミド前駆体樹脂を加熱硬化させることによりイミド結合を生じたものである。代表的なポリイミド前駆体樹脂としてはポリアミック酸がある。なお、本実施例、比較例で使用したポリイミド前駆体樹脂は、パラフェニレンジアミン又はその誘導体を含むジアミン類と芳香族テトラカルボン酸とを反応させて得られるポリアミック酸を使用した。
表1に示す組成の各樹脂組成物を圧延銅箔(株式会社日鉱マテリアルズ製、BHY、18μm)の粗化面にバーコーターを用いて硬化後厚さが25μmとなる様に塗布した。
10分間、80℃から150℃の温度領域で段階的に温度を上げ、溶剤除去を行う。
続けて窒素雰囲気下3時間、180℃から400℃の温度領域で段階的に温度を上げ、硬化を行う。
フレキシブルプリント配線板等の分野において通常用いられる、エポキシ樹脂を主成分とした(カバーレイ用)樹脂組成物(例えば、特開2001−15876号公報等に記載の樹脂組成物等が使用できる。)を、片面に所定の処理(サンドブラスト処理)が施されたポリイミドフィルム(カネカ株式会社製、アピカル12.5μmNPI)の処理面の反対面に、バーコーターを用いて乾燥後、厚さが25μmとなる様に塗布した。
150℃で5分間加熱乾燥してBステージ化を行った後、樹脂組成物面にセパレートフィルム(リンテック株式会社製、離型PETフィルム、38μm)をラミネーターによって貼り合わせた。
なお、セパレートフィルムは使用時に剥がして使用する。
回路を形成した2層基板、または3層基板上にセパレートフィルムを剥がしたカバーレイ接着剤面を貼り合わせて、180℃×20kgf/cm2×60分の条件でプレス成形して、フレキシブルプリント配線板を得る。
測定機器:レーザー顕微鏡(オリンパス製、LEXT OLS300)を用いて、次の測定方法により算出した。
(1)ステージに測定面を上に乗せる(本実施例ではポリイミド面を測定面とした。)。
(2)レンズを倍率100倍で使用し、焦点をあわせる。
(3)Z軸方向のTopとBottomを画像の明るさから設定する。
(4)408nmのレーサ゛ーを照射しその反射光を測定し、X軸方向に125μm、Y軸方 向に96μmの範囲で表面をスキャンする。
(5)カットオフ値を1/5に設定し、面粗さ(Rz)を測定機器に付随する解析ソフ トを用いて算出する。
測定機器:協和界面化学株式会社のCA−X型を用いて、次の測定方法により測定した。
純水0.9μl(直径0.9mmの水玉)を測定試料に滴下する。滴下した純水を断面から確認し、図9に示す水玉の高さh及び径2rを測定する。求めたh、2rから、接触角θを次式により算出する。なお、図9は、純水を滴下した際にできる水玉の断面図である。
tanθ1=h/r θ=2tan-1(h/r)
2層基板においては、銅張り積層板2枚を図10に示す状態に積層し、180℃×20kgf/cm2×60分でプレス処理を行い確認した。貼り付き性試験は、各実施例毎に同一の樹脂組成物からなる2層銅張り積層板のポリイミド面同士を対向させて行った。なお、貼り付きの確認は目視にて行い、次の基準に基づき評価した。○:貼り付かない、×:貼り付いた。
測定装置として山菱電材社製のHVT−200−5を用い、電極を25mmφとし、JIS C 2320(電気絶縁油)に規定される2号絶縁油中にて、500V/secで昇圧し、絶縁破壊したときの値で判断した。試料片は、基板の導体層をエッチング法などにより除去し、100mm角にカットしたものを用いた。測定結果に基づき、下記基準により評価した。
○:200V/μm以上、優れた絶縁破壊電圧を有する。
△:100以上〜200V/μm未満、実用上問題がないレベルの絶縁破壊電圧を有する。
3層基板におけるポリイミドフィルムの表面処理状態、貼り付き性について評価し、その結果を表2に示す。なお、特に詳述しない測定・評価法等は、前記と同様である。
フレキシブルプリント配線板等の分野において通常用いられる、エポキシ樹脂を主成分とした(基板用)樹脂組成物(例えば、特開2001−15876号公報等に記載の樹脂組成物等が使用できる。)を、片面に所定の処理(サンドブラスト処理)が施されたポリイミドフィルム(カネカ株式会社製、アピカル12.5μmNPI)の処理面の反対面に、バーコーターを用いて硬化後、厚さが10μmとなる様に塗布した。
150℃で5分間加熱乾燥してBステージ化を行った後、樹脂組成物面に圧延銅箔(株式会社日鉱マテリアルズ製、BHY、18μm)の粗化面をラミネーターによって貼り合わせる。
3時間、40℃から200℃の温度領域で段階的に温度を上げ、前記樹脂組成物を完全硬化させて、片面銅張り積層板を得る。
3層基板においては、各特性を有するポリイミドを用いて銅張り積層板を作製し、2枚を図11に示す状態に積層し、180℃×20kgf/cm2×60分でプレス処理を行い確認した。貼り付き性試験は各フィルムから作製した3層銅張り積層板のポリイミド面同士を対向させて行った。なお、貼り付きの確認は目視にて行い、次の基準で評価した。○:貼り付かない、×:貼り付いた。
※2;ポリイミドフィルムをCF4(四フッ化炭素)またはC2F6(パーフルオロエタン)を微量に加えた窒素雰囲気中にてプラズマ処理したもの。
※3;コロナ処理を施したもの。
※4;サンドブラスト処理を施したもの。
Claims (4)
- 少なくとも第1の電気絶縁層と、導体層と、該導体層に設けられた、接着剤層および第2の電気絶縁層からなるカバーレイと、を備え、
前記第1の電気絶縁層表面の10点平均粗さが1.5μm以上〜2.0μm未満であって、かつ接触角が60°以上〜120°未満、または、10点平均粗さが2.0μm以上〜4.0μm未満であり、
前記カバーレイにおける第2の電気絶縁層表面の10点平均粗さが1.5μm以上〜2.0μm未満であって、かつ接触角が60°以上〜120°未満、または、10点平均粗さが2.0μm以上〜4.0μm未満である、フレキシブルプリント配線板が2つ以上積層された多層フレキシブルプリント配線板であって、
屈曲可能な状態で、かつ露出した2つ以上のフレキシブルプリント配線板の電気絶縁層表面が対向し、非接着状態であり、該フレキシブルプリント配線板の一部が第1の多層フレキシブルプリント配線板と第2の多層フレキシブルプリント配線板にそれぞれ積層されていることを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板。 - 少なくとも第1の電気絶縁層と、第1の接着剤層と、導体層と、該導体層に設けられた、第2の接着剤層および第2の電気絶縁層からなるカバーレイと、を備え、
前記第1の電気絶縁層表面の10点平均粗さが1.5μm以上〜2.0μm未満であって、かつ接触角が60°以上〜120°未満、または、10点平均粗さが2.0μm以上〜4.0μm未満であり、
前記カバーレイにおける第2の電気絶縁層表面の10点平均粗さが1.5μm以上〜2.0μm未満であって、かつ接触角が60°以上〜120°未満、または、10点平均粗さが2.0μm以上〜4.0μm未満である、フレキシブルプリント配線板が2つ以上積層された多層フレキシブルプリント配線板であって、
屈曲可能な状態で、かつ露出した2つ以上のフレキシブルプリント配線板の電気絶縁層表面が対向し、非接着状態であり、該フレキシブルプリント配線板の一部が第1の多層フレキシブルプリント配線板と第2の多層フレキシブルプリント配線板にそれぞれ積層されていることを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板。 - 前記電気絶縁層が、ポリイミドからなることを特徴とする請求項1又は2記載のフレキシブルプリント配線板。
- 第1の筐体と、第2の筐体とを回動可能に接続するヒンジ部分を有する携帯電話端末において、前記ヒンジ部を通過する、請求項1〜3のいずれかに記載の多層フレキシブルプリント配線板の屈曲部は、露出した2つ以上のフレキシブルプリント配線板の電気絶縁層表面が対向し、非接着状態であることを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板を用いた携帯電話端末。
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