JP5243892B2 - A method for manufacturing a flexible wiring board. - Google Patents
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この発明は、いずれかに屈曲部を有して使用される可撓性配線基板の製造方法に関し、詳しくは屈曲に対して耐久性を備え、かつ、屈曲性に優れた可撓性配線基板を与える可撓性配線基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a flexible wiring board that is used with a bent portion in any one, and more particularly, to provide a flexible wiring board having durability against bending and having excellent bending properties. The present invention relates to a method for manufacturing a flexible wiring board.
絶縁樹脂層と金属箔からなる配線とを有してなる可撓性配線基板（フレキシブルプリント基板）は、折り曲げて使用することが可能であることから、ハードディスク内の可動部、携帯電話のヒンジ部やスライド摺動部、プリンターのヘッド部、光ピックアップ部、ノートＰＣの可動部などをはじめ、各種電子・電気機器で幅広く使用されている。そして、近時では、特にこれらの機器の小型化、薄型化、高機能化等に伴い、限られたスペースに可撓性配線基板を小さく折り畳んで収納したり、電子機器等の様々な動きに対応した屈曲性が求められている。そのため、屈曲部における曲率半径がより小さくなるような折り曲げや、折り曲げが頻繁に繰り返されるような動作にも対応できるように、可撓性配線基板の更なる強度の向上が必要になっている。 A flexible printed circuit board (flexible printed circuit board) having an insulating resin layer and a wiring made of metal foil can be used by being bent. Therefore, a movable part in a hard disk and a hinge part of a mobile phone It is widely used in various electronic and electrical devices such as sliding parts, slides, printer heads, optical pickups, and notebook PCs. In recent years, especially with the miniaturization, thinning, and high functionality of these devices, the flexible wiring board can be folded and stored in a limited space, or used in various movements of electronic devices. Corresponding flexibility is required. For this reason, it is necessary to further improve the strength of the flexible wiring board so as to be able to cope with the bending in which the radius of curvature at the bent portion becomes smaller and the operation in which the bending is frequently repeated.
一般に、折り曲げの繰り返しや曲率半径の小さい屈曲に対して強度が劣るのは絶縁樹脂層よりむしろ配線の方であり、これらに耐えられなくなると配線の一部に割れや破断が生じ、回路基板として利用できなくなってしまう。そこで、例えばヒンジ部における配線に対する曲げ応力を小さくするために、回動軸に対して斜めになるように配線された可撓性配線基板（特許文献１参照）や、ヒンジ部の回動方向に１巻き以上螺旋させた螺旋部を形成し、この巻き数を多くすることで開閉動作による螺旋部の直径の変化を小さくして損傷を少なくする方法（特許文献２参照）などが提案されている。しかしながら、これらの方法では、いずれも可撓性配線基板の設計が制約されてしまう。 In general, it is the wiring rather than the insulating resin layer that is inferior in strength to repeated bending and bending with a small radius of curvature, and if it can not withstand these, a part of the wiring will be cracked or broken, and as a circuit board It becomes unavailable. Therefore, for example, in order to reduce the bending stress on the wiring in the hinge portion, a flexible wiring board (see Patent Document 1) wired obliquely with respect to the rotation axis, or in the rotation direction of the hinge portion. A method has been proposed in which a spiral portion formed by spiraling one or more turns is formed and the change in the diameter of the spiral portion due to the opening / closing operation is reduced to reduce damage by increasing the number of turns (see Patent Document 2). . However, any of these methods restricts the design of the flexible wiring board.
一方では、圧延銅箔の圧延面のＸ線回折（銅箔の厚み方向のＸ線回折）で求めた（２００）面の強度（I）が、微粉末銅のＸ線回折で求めた（２００）面の強度（I0）に対してI／I0＞２０である場合に屈曲性に優れることが報告されている（特許文献３及び４参照）。すなわち、銅の再結晶集合組織である立方体方位が発達するほど銅箔の屈曲性が向上するため、立方体集合組織の発達度を上記パラメータ（I／I0）で規定した、可撓性配線基板の配線材料として好適な銅箔が知られている。
本発明の目的は、携帯電話や小型電子機器等のヒンジ部又はスライド摺動部など、特に曲率半径の小さな繰り返し屈曲部における過酷な条件に対して耐久性を備え、屈曲性に優れた可撓性配線基板を提供すること、又はそのような可撓性配線基板の製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide durability and flexibility with respect to harsh conditions such as hinge portions or slide sliding portions of mobile phones, small electronic devices, etc., particularly in repeated bending portions with a small curvature radius, and excellent flexibility. An object of the present invention is to provide a conductive wiring board or to provide a method for manufacturing such a flexible wiring board.
このような状況のもと、本発明者等は、可撓性配線基板の設計に制約が生じず、かつ、折り曲げの繰り返しや曲率半径の小さな屈曲に対しても耐え得る強度を備えて、屈曲性に優れた可撓性配線基板を得るべく鋭意検討した結果、驚くべきことに、絶縁樹脂層の片面または両面に金属箔を有する金属張積層体において、金属箔の所定の方向に対して傾きを与えて配線を形成した可撓性配線基板が優れた屈曲耐久性や屈曲性を示すことを見出し、本発明を完成した。 Under such circumstances, the present inventors have no restrictions on the design of the flexible wiring board, and have sufficient strength to withstand repeated bending and bending with a small radius of curvature. As a result of intensive studies to obtain a flexible wiring board having excellent properties, surprisingly, in a metal-clad laminate having a metal foil on one or both sides of an insulating resin layer, the metal foil is inclined with respect to a predetermined direction. The present invention has been completed by finding that a flexible wiring board having a wiring formed thereon exhibits excellent bending durability and flexibility.
すなわち、本発明は、絶縁樹脂層の片面又は両面に金属箔を有する金属張積層体の金属箔を配線加工して得られて、いずれかを屈曲させて使用する可撓性配線基板の製造方法であって、金属箔が圧延銅箔からなり、該圧延銅箔の厚み方向のＸ線回折で求めた（２００）面の強度（I）が、微粉末銅のＸ線回折で求めた（２００）面の強度（I 0 ）に対してI／I 0 ≧２５であるものを用いて、金属箔の長手方向をＭ軸としたとき、該Ｍ軸が実質的に金属箔の＜１００＞軸方向であり、Ｍ軸に対して３〜８７°傾けた方向に所定の線幅を有する直線状の配線を形成することを特徴とする可撓性配線基板の製造方法である。 That is, the present invention is a method for manufacturing a flexible wiring board obtained by wiring a metal foil of a metal-clad laminate having a metal foil on one side or both sides of an insulating resin layer, and bending one of them for use. The strength (I) of the (200) plane determined by X-ray diffraction in the thickness direction of the rolled copper foil was determined by X-ray diffraction of fine powder copper (200). ) When the surface strength (I 0 ) is I / I 0 ≧ 25 and the longitudinal direction of the metal foil is the M axis, the M axis is substantially the <100> axis of the metal foil. A method of manufacturing a flexible wiring board, comprising: forming a linear wiring having a predetermined line width in a direction inclined by 3 to 87 ° with respect to the M axis.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で製造される可撓性配線基板は、金属張積層体を加工して得ることができる。金属張積層体は、絶縁樹脂層の片面又は両面に金属箔を有するものを用いる。この金属張積層体から可撓性配線基板を得るには、後記する特定の要件を充足すればよく、その他は公知の手段で絶縁樹脂層の片面又は両面に任意の配線パターンが形成された可撓性配線基板とすることができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The flexible wiring board manufactured by the present invention can be obtained by processing a metal-clad laminate. As the metal-clad laminate, one having a metal foil on one side or both sides of the insulating resin layer is used. In order to obtain a flexible wiring board from this metal-clad laminate, it is only necessary to satisfy the specific requirements described below. Otherwise, an arbitrary wiring pattern can be formed on one or both sides of the insulating resin layer by known means. It can be set as a flexible wiring board.
金属箔の種類としては、立方晶系の結晶構造を有する金属が好ましく、例えば面心立方晶の場合、銅、アルミニウム、ニッケル、銀、ロジウム、パラジウム、白金、金などが挙げられる。これらはいずれであってもよいが、金属箔としての利用性から銅、アルミニウム及びニッケルが好適であり、これらの中でも、可撓性配線基板の配線として主に使用される銅箔が最も好ましい。また、金属箔は圧延箔又は電解箔のいずれであってもよいが、好ましくは圧延箔である。例えば、銅箔を用いる場合、銅箔の厚さは５〜１００μｍであることが好ましく、５〜３０μｍの圧延銅箔がより好ましい。本発明で圧延銅箔という場合、立方晶系の構造を有していれば、銀、錫、ジルコニウムなど他の金属成分を含有した銅合金箔をも含む。 The metal foil is preferably a metal having a cubic crystal structure. For example, in the case of a face-centered cubic crystal, copper, aluminum, nickel, silver, rhodium, palladium, platinum, gold and the like can be mentioned. Any of these may be used, but copper, aluminum, and nickel are preferable from the viewpoint of utilization as a metal foil, and among these, a copper foil that is mainly used as wiring of a flexible wiring board is most preferable. The metal foil may be a rolled foil or an electrolytic foil, but is preferably a rolled foil. For example, when using copper foil, it is preferable that the thickness of copper foil is 5-100 micrometers, and 5-30 micrometers rolled copper foil is more preferable. In the present invention, the rolled copper foil includes a copper alloy foil containing other metal components such as silver, tin, and zirconium as long as it has a cubic structure.
金属箔に銅箔を用いる場合、圧延銅箔であって、かつ、圧延銅箔の厚み方向のＸ線回折で求めた（２００）面の強度（I）が、微粉末銅のＸ線回折で求めた（２００）面の強度（I0）に対してI／I0≧２５であるものを用いることが好ましく、より好ましくはI／I0が３３〜１５０の範囲、特には５０〜１５０の範囲の銅箔を用いることがよい。 When copper foil is used as the metal foil, the strength (I) of the (200) plane obtained by X-ray diffraction in the thickness direction of the rolled copper foil is the X-ray diffraction of fine powder copper. It is preferable to use one having I / I 0 ≧ 25 with respect to the obtained (200) plane strength (I 0 ), more preferably I / I 0 is in the range of 33 to 150, particularly 50 to 150. A range of copper foil is preferably used.
I／I0は立方体集合組織の発達度を表すものであり、銅の再結晶集合組織である立方体方位が発達するほど銅箔の屈曲疲労寿命や伸度が向上する。本発明の可撓性配線基板では、I／I0が２５より小さいものを用いると配線の屈曲疲労寿命の向上が十分に望めず、I／I0が３３以上であれば屈曲疲労寿命の向上が顕著になる。一方で、I／I0が１５０を超えると、後述するように、再結晶集合組織を得るために例えば焼鈍を行った場合、結果的に熱履歴が大きくなりすぎることになり、配線以外の樹脂層や配線と樹脂層との界面状態に悪影響を及ぼすおそれがある。なお、銅箔の厚み方向のＸ線回折とは、銅箔の表面（圧延銅箔の場合は圧延面）における配向性を確認するものであり、（２００）面の強度（I）はＸ線回折で求めた（２００）面の強度積分値を示す。また、強度（I0）は、微粉末銅（関東化学社製銅粉末試薬Ｉ級、３２５メッシュ）の（２００）面の強度積分値を示す。 I / I 0 represents the degree of development of the cube texture, and the bending fatigue life and elongation of the copper foil improve as the cube orientation, which is the copper recrystallization texture, develops. In the flexible wiring board of the present invention, if the I / I 0 is smaller than 25, it is not possible to sufficiently improve the bending fatigue life of the wiring. If the I / I 0 is 33 or more, the bending fatigue life is improved. Becomes prominent. On the other hand, when I / I 0 exceeds 150, as will be described later, for example, when annealing is performed in order to obtain a recrystallized texture, the thermal history becomes too large, resulting in a resin other than wiring. There is a risk of adversely affecting the interface state between the layer or wiring and the resin layer. The X-ray diffraction in the thickness direction of the copper foil confirms the orientation on the surface of the copper foil (rolled surface in the case of a rolled copper foil), and the strength (I) of the (200) plane is X-ray. The integrated intensity value of the (200) plane obtained by diffraction is shown. The intensity (I 0) shows a fine powder of copper (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc. copper powder reagent I grade, 325 mesh) in an intensity integral value of the (200) plane.
I／I0を２５以上にするためには、銅箔の再結晶集合組織が得られるようにすればよく、この手段については特に制限はないが、例えば上記特許文献４に記載されるように、最終冷間圧延の直前の焼鈍をこの焼鈍で得られる再結晶粒の平均粒径が５〜２０μｍとなるような条件で行い、次の最終冷間圧延での圧延加工度を９０％以上とすることで、I／I0≧２５の圧延銅箔を得ることができる。また、例えば樹脂層と圧延銅箔とを積層させて銅張り積層板を得た後、銅箔に３００〜３６０℃の温度が積算時間で５分以上負荷されるような加熱条件を経ることにより、銅箔の再結晶集合組織を得るようにしてもよい。
In order to increase I / I 0 to 25 or more, a recrystallized texture of the copper foil may be obtained. There is no particular limitation on this means, but for example, as described in
金属張積層体を構成する絶縁樹脂層の種類は特に制限されず、通常の可撓性配線基板で使用されるものを挙げることができ、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等を例示することができる。なかでも、回路基板とした場合に良好な可撓性を示し、かつ、耐熱性にも優れることから、ポリイミドや液晶ポリマーが好適である。 The type of the insulating resin layer constituting the metal-clad laminate is not particularly limited, and examples thereof include those used in ordinary flexible wiring boards. For example, polyimide, polyamide, polyester, liquid crystal polymer, polyphenylene sulfide, poly Examples thereof include ether ether ketone. Of these, polyimide and liquid crystal polymer are preferred because they exhibit good flexibility when used as a circuit board and are excellent in heat resistance.
絶縁樹脂層の厚さは、可撓性配線基板の用途、形状等に応じて適宜設定することができるが、可撓性の観点から４〜７５μｍの範囲が好ましく、５〜５０μｍの範囲がより好ましく、１０〜３０μｍの範囲が最も好ましい。絶縁樹脂層の厚さが５μｍに満たないと、絶縁信頼性が低下するおそれがあり、反対に７５μｍを超えると小型機器等へ搭載する場合に回路基板全体の厚みが厚くなり過ぎるおそれがあり、屈曲性の低下も考えられる。 The thickness of the insulating resin layer can be appropriately set according to the use and shape of the flexible wiring board, but is preferably in the range of 4 to 75 μm and more preferably in the range of 5 to 50 μm from the viewpoint of flexibility. The range of 10 to 30 μm is most preferable. If the thickness of the insulating resin layer is less than 5 μm, the insulation reliability may be reduced. On the other hand, if it exceeds 75 μm, the thickness of the entire circuit board may be too thick when mounted on a small device, etc. A decrease in flexibility is also conceivable.
絶縁樹脂層と金属箔とを積層させる手段としては、例えば絶縁樹脂層がポリイミドからなる場合には、ポリイミドフィルムに熱可塑性のポリイミドを塗布し又は介在させて金属箔を熱ラミネートするようにしてもよい（所謂ラミネート法）。ラミネート法で用いられるポリイミドフィルムとしては、例えば、"カプトン"（東レ・デュポン株式会社）、"アピカル"（鐘淵化学工業株式会社）、"ユーピレックス"（宇部興産株式会社）等が例示できる。ポリイミドフィルムと金属箔とを加熱圧着する際には、熱可塑性を示す熱可塑性ポリイミド樹脂を介在させるのがよい。また、絶縁樹脂層の厚みや折り曲げ特性等を制御しやすい観点から、金属箔に絶縁樹脂層となるポリイミド前駆体溶液（ポリアミド酸溶液ともいう）を塗布した後、乾燥・硬化させて積層体を得てもよい（所謂キャスト法）。 As a means for laminating the insulating resin layer and the metal foil, for example, when the insulating resin layer is made of polyimide, the metal foil is thermally laminated by applying or interposing a thermoplastic polyimide to the polyimide film. Good (so-called laminating method). Examples of the polyimide film used in the laminating method include “Kapton” (Toray DuPont Co., Ltd.), “Apical” (Kanebuchi Chemical Industry Co., Ltd.), “Upilex” (Ube Industries Co., Ltd.), and the like. When the polyimide film and the metal foil are heat-bonded, a thermoplastic polyimide resin exhibiting thermoplasticity is preferably interposed. Also, from the viewpoint of easy control of the thickness and bending characteristics of the insulating resin layer, a polyimide precursor solution (also referred to as a polyamic acid solution) that becomes the insulating resin layer is applied to the metal foil, and then dried and cured to form a laminate. It may be obtained (so-called casting method).
絶縁樹脂層は、複数の樹脂を積層させて形成してもよく、例えば線膨張係数等の異なる２種類以上のポリイミドを積層させるようにしてもよい。また、ポリイミドフィルムを金属箔と積層する場合、エポキシ樹脂などを用いた接着層を介在させて積層することもできる。但し、耐熱性や屈曲性を担保する観点から、エポキシ樹脂等を接着剤として使用することなく、絶縁樹脂層のすべてが実質的にポリイミドから形成されるようにするのが望ましい。 The insulating resin layer may be formed by laminating a plurality of resins. For example, two or more kinds of polyimides having different linear expansion coefficients may be laminated. Moreover, when laminating | stacking a polyimide film with metal foil, it can also laminate | stack by interposing the contact bonding layer using an epoxy resin etc. However, from the viewpoint of ensuring heat resistance and flexibility, it is desirable that all of the insulating resin layer is substantially made of polyimide without using an epoxy resin or the like as an adhesive.
本発明によって製造される可撓性配線基板においては、絶縁樹脂層の線膨張係数が１０〜３０ｐｐｍ／℃の範囲となるようにするのが好ましい。絶縁樹脂層が複数の樹脂からなる場合には、絶縁樹脂層全体の線膨張係数がこの範囲になるようにすればよい。このような条件を満たすためには、例えば、線膨張係数が２５ｐｐｍ／℃以下、好ましくは５〜２０ｐｐｍ／℃の低線膨張性ポリイミド層と、線膨張係数が２６ｐｐｍ／℃以上、好ましくは３０〜８０ｐｐｍ／℃の高線膨張性ポリイミド層とからなる樹脂層であって、これらの厚み比を調整することによって１０〜３０ｐｐｍ／℃のものとすることができる。好ましい低線膨張性ポリイミド層と高線膨張性ポリイミド層の厚みの比は７０：３０〜９５：５の範囲である。また、低線膨張性ポリイミド層は、絶縁樹脂層の主たる樹脂層となり、高線膨張性ポリイミド層は金属箔と接するように設けることが好ましい。なお、線膨張係数は、イミド化反応が十分に終了したポリイミドを試料とし、サーモメカニカルアナライザー（ＴＭＡ）を用いて２５０℃に昇温後、１０℃／分の速度で冷却し、２４０〜１００℃の範囲における平均の線膨張係数から求めることができる。 In the flexible wiring board manufactured by the present invention, it is preferable that the linear expansion coefficient of the insulating resin layer is in the range of 10 to 30 ppm / ° C. When the insulating resin layer is composed of a plurality of resins, the linear expansion coefficient of the entire insulating resin layer may be set within this range. In order to satisfy such conditions, for example, a low linear expansion polyimide layer having a linear expansion coefficient of 25 ppm / ° C. or less, preferably 5 to 20 ppm / ° C., and a linear expansion coefficient of 26 ppm / ° C. or more, preferably 30 to It is a resin layer composed of a high linear expansion polyimide layer of 80 ppm / ° C., and can be adjusted to 10 to 30 ppm / ° C. by adjusting the thickness ratio thereof. A preferred ratio of the thickness of the low linear expansion polyimide layer to the high linear expansion polyimide layer is in the range of 70:30 to 95: 5. The low linear expansion polyimide layer is the main resin layer of the insulating resin layer, and the high linear expansion polyimide layer is preferably provided so as to be in contact with the metal foil. In addition, the linear expansion coefficient is obtained by using polyimide with the imidization reaction sufficiently completed as a sample, raising the temperature to 250 ° C. using a thermomechanical analyzer (TMA), cooling at a rate of 10 ° C./min, and 240 to 100 ° C. It can obtain | require from the average linear expansion coefficient in the range.
本発明では、金属箔の長手方向をＭ軸としたとき、Ｍ軸に対して３〜８７°傾けた方向に所定の線幅を有する直線状の配線を形成する。言い換えれば、Ｍ軸方向に対して３〜８７°傾けた方向に並行して配線が形成されるようにし、この配線を含んだ部分を屈曲させて使用する。このように屈曲させる箇所の配線は、Ｍ軸に対して３〜８７°傾けた方向に対して並行に形成することが重要であり、そのことによって可撓性配線基板の屈曲特性が著しく向上する。ここで、配線をＭ軸に対して５〜８５°傾けた方向、特には１０〜８０°傾けた方向、最も好ましくは１５〜７５°傾けた方向に対して並行に形成することでより屈曲特性の向上を図ることができる。 In the present invention, when the longitudinal direction of the metal foil is the M axis, a linear wiring having a predetermined line width is formed in a direction inclined by 3 to 87 ° with respect to the M axis. In other words, the wiring is formed in parallel with the direction inclined by 3 to 87 ° with respect to the M-axis direction, and the portion including the wiring is bent and used. It is important to form the wiring at the location to be bent in this manner in parallel with the direction inclined by 3 to 87 ° with respect to the M-axis, which significantly improves the bending characteristics of the flexible wiring board. . Here, the wiring is formed in parallel with respect to a direction inclined by 5 to 85 ° with respect to the M axis, in particular, a direction inclined by 10 to 80 °, and most preferably a direction inclined by 15 to 75 °. Can be improved.
工業向きに市販されている金属箔は、圧延箔である場合や電解箔である場合を含めて、幅方向よりも幅方向に対する垂直方向の寸法の方が長いものが大多数を占めており、垂直方向の長さが幅方向に対して数倍から数千倍の長さを有してロール状に巻き取られた、いわゆる長尺状のものが代表的である。また、圧延箔の場合には、通常、長手方向（垂直方向）が圧延方向と等しくなり、更には、圧延箔及び電解箔共に製法上の理由から、この長手方向が実質的に金属箔の＜１００＞軸方向に相当する。ここで、実質的に＜１００＞軸方向とは、例えばＥＢＳＰ（Electron Back Scattering Pattern）法において金属箔の表面を測定した場合に結晶組織の｛００１｝面が＜１００＞方向に優先的に配向することが確認されることを意味する。この場合の優先的にとは、解析結果において５０％以上の配向性を示すことである。そして、このような場合において、本発明者等は、Ｍ軸方向に対して３〜８７°傾けた方向に直線状の配線を形成することにより屈曲特性が向上することを見出した。この理由については定かではないが、上記の方向における銅配線は通常のＭ軸方向の配線に比べて引張伸度が向上するためであると考えられ、特にこの角度が１０〜８０°であると屈曲特性がより向上する。 The metal foil marketed for industrial use, including the case of being a rolled foil or the case of an electrolytic foil, occupies the majority of the dimension in the direction perpendicular to the width direction is longer than the width direction, A typical example is a so-called long one having a length in the vertical direction several to several thousand times that in the width direction and wound in a roll shape. In the case of a rolled foil, the longitudinal direction (vertical direction) is usually the same as the rolling direction. Furthermore, both the rolled foil and the electrolytic foil have a longitudinal direction substantially smaller than that of the metal foil for manufacturing reasons. 100> corresponds to the axial direction. Here, the <100> axis direction substantially means that the {001} plane of the crystal structure is preferentially oriented in the <100> direction when the surface of the metal foil is measured by, for example, the EBSP (Electron Back Scattering Pattern) method. It means that it will be confirmed. In this case, “preferential” means that the orientation is 50% or more in the analysis result. In such a case, the present inventors have found that bending characteristics are improved by forming a linear wiring in a direction inclined by 3 to 87 ° with respect to the M-axis direction. The reason for this is not clear, but the copper wiring in the above direction is considered to be because the tensile elongation is improved as compared with the wiring in the normal M-axis direction. In particular, this angle is 10 to 80 °. Bending characteristics are further improved.
配線の形状については、配線基板の用途等によっても異なるが、例えば携帯ヒンジや光ピックアップ、スライド用途などの場合、線幅は現状１００〜３００μｍの範囲であり、特に狭ピッチの配線が求められるような携帯電話向けのＣＯＦ等の場合には現状２０〜１００μｍである。線幅や配線のピッチ幅は上記に限られるものでなく、所定の角度を設けて配線を形成することで金属箔の向上が確認される場合には屈曲性の向上が見られるため、特に線幅や配線ピッチ等に制限はない。なお、屈曲させて使用する箇所以外の配線形状については特に制約はなく、クランク形状を有したり、本発明で言う傾きの範囲から外れる方向に配線が形成されていてもよいことは勿論である。 Although the shape of the wiring varies depending on the use of the wiring board, etc., for example, in the case of a portable hinge, an optical pickup, a slide use, etc., the line width is currently in the range of 100 to 300 μm, and a wiring with a narrow pitch is particularly required. In the case of a COF for a mobile phone, the current state is 20 to 100 μm. The line width and the wiring pitch width are not limited to the above, and when the improvement in the metal foil is confirmed by forming the wiring at a predetermined angle, the flexibility is seen. There are no restrictions on the width, wiring pitch, and the like. There are no particular restrictions on the wiring shape other than the portion to be bent and used, and it goes without saying that the wiring may have a crank shape or may be formed in a direction deviating from the inclination range referred to in the present invention. .
金属張積層体から可撓性配線基板を製造する一例を説明すると、先ず金属張積層体を準備する。金属箔と絶縁樹脂層との積層については、上述したような一般的なラミネート法やキャスト法を用いることができるが、ラミネート法により樹脂フィルムと金属箔とを積層する際に、予め樹脂フィルムの長手方向に対して金属箔のＭ軸が本発明で言う所定の角度を有するようにずらして貼り合わせるようにしてもよい。また、金属箔が圧延銅箔の場合には、上記したように、圧延銅箔の厚み方向のＸ線回折で求めた（２００）面の強度（I）が、微粉末銅のＸ線回折で求めた（２００）面の強度（I0）に対してI／I0≧２５であるものを用いることが好ましい。この金属張積層体から可撓性配線基板を製造するわけであるが、金属張積層板からの金属箔に配線を形成する際、長尺状金属箔の搬送方向（長手方向）であるＭ軸に対して３〜８７°傾けた方向に所定の線幅を有する直線状の配線を形成すればよく、例えば、ロール・トゥ・ロール方式で連続的に形成してもよく、バッチ式に切り出した金属張積層板を用いて、Ｍ軸に対して直線状の配線が所定の角度を有するように個々に配線形成を行ってもよい。配線の幅、形状、パターン等については屈曲させる部分の配線形成方向以外は特に制限はなく、可撓性配線基板の用途、搭載される電子機器等に応じて適宜設計すればよい。また、金属箔から所定の形状の配線を得る際にはエッチング処理が一般的であるが、これ以外の方法であってもよい。なお、金属張積層板に絶縁樹脂層の両面に金属箔を有するものを用いた場合、配線は絶縁層の両面に形成されるが、この場合においても屈曲される配線は、いずれの面においてもＭ軸に対する配線形成は上記傾きの範囲内とすることが有利である。 An example of manufacturing a flexible wiring board from a metal-clad laminate will be described. First, a metal-clad laminate is prepared. For the lamination of the metal foil and the insulating resin layer, the general laminating method and the casting method as described above can be used. When laminating the resin film and the metal foil by the laminating method, The metal foils may be bonded to each other so that the M axis of the metal foil has a predetermined angle in the present invention with respect to the longitudinal direction. When the metal foil is a rolled copper foil, as described above, the strength (I) of the (200) plane obtained by X-ray diffraction in the thickness direction of the rolled copper foil is the X-ray diffraction of fine powder copper. It is preferable to use one having I / I 0 ≧ 25 with respect to the obtained (200) plane strength (I 0 ). A flexible wiring board is manufactured from this metal-clad laminate. When wiring is formed on a metal foil from a metal-clad laminate, the M-axis is the transport direction (longitudinal direction) of the elongated metal foil. What is necessary is just to form the linear wiring which has a predetermined | prescribed line | wire width in the direction inclined 3 to 87 degrees with respect to the surface, for example, you may form continuously by a roll-to-roll system, and it cut out in the batch type Using a metal-clad laminate, wiring may be individually formed so that the linear wiring has a predetermined angle with respect to the M axis. The width, shape, pattern, and the like of the wiring are not particularly limited except for the wiring formation direction of the portion to be bent, and may be appropriately designed according to the use of the flexible wiring board, the mounted electronic device, and the like. In addition, when a wiring having a predetermined shape is obtained from a metal foil, an etching process is generally used, but other methods may be used. In addition, when a metal-clad laminate having a metal foil on both sides of an insulating resin layer is used, the wiring is formed on both sides of the insulating layer. It is advantageous that the wiring formation with respect to the M-axis is within the above-mentioned inclination range.
本発明によって製造される可撓性配線基板は、絶縁樹脂層と金属箔から形成された配線とを備え、いずれかを屈曲させて使用されるものである。すなわち、ハードディスク内の可動部、携帯電話のヒンジ部やスライド摺動部、プリンターのヘッド部、光ピックアップ部、ノートＰＣの可動部などをはじめ各種電子・電気機器等で幅広く使用され、回路基板自体が折り曲げられたり、ねじ曲げられたり、或いは搭載された機器の動作に応じて変形したりして、いずれかに屈曲部が形成されるものである。特に、本発明の可撓性配線基板は屈曲耐久性に優れた屈曲部構造を有することから、摺動屈曲、折り曲げ屈曲、ヒンジ屈曲、スライド屈曲等の繰り返し動作を伴い頻繁に折り曲げられたりする場合や、或いは搭載される機器の小型化に対応すべく、曲率半径が折り曲げ挙動で０．３８〜２．０ｍｍであり、摺動屈曲で１．２５〜２．０ｍｍであり、ヒンジ屈曲で３．０〜５．０ｍｍであり、スライド屈曲で０．５〜２．０ｍｍであるような厳しい使用条件の場合に好適であり、０．５〜１ｍｍの狭いギャップで屈曲性能の要求が厳しいスライド用途において特に効果を発揮する。 The flexible wiring board manufactured by the present invention includes an insulating resin layer and wiring formed from a metal foil, and is used by bending one of them. In other words, it is widely used in various electronic and electrical devices such as movable parts in hard disks, hinges and slides of mobile phones, printer heads, optical pickups, movable parts of notebook PCs, etc., and the circuit board itself Is bent, twisted, or deformed according to the operation of the mounted device, and a bent portion is formed in either of them. In particular, since the flexible wiring board of the present invention has a bent portion structure with excellent bending durability, it is frequently bent with repeated operations such as sliding bending, bending bending, hinge bending, and sliding bending. In addition, in order to cope with the downsizing of devices to be mounted, the radius of curvature is 0.38 to 2.0 mm in bending behavior, 1.25 to 2.0 mm in sliding bending, and 3. Suitable for severe use conditions such as 0 to 5.0 mm and 0.5 to 2.0 mm for slide bending, and for slide applications where bending performance is severe with a narrow gap of 0.5 to 1 mm. Especially effective.
本発明によれば、折り曲げの繰り返しや曲率半径の小さな屈曲等の過酷な折り曲げ条件に対して耐久性を備え、屈曲性に優れた可撓性配線基板を製造することができる。また、本発明によれば、可撓性配線基板の設計に制約を受けずに、屈曲耐久性や屈曲性に優れた可撓性配線基板を製造することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a flexible wiring board that has durability against severe bending conditions such as repeated bending and bending with a small radius of curvature, and excellent in flexibility. Further, according to the present invention, it is possible to manufacture a flexible wiring board having excellent bending durability and flexibility without being restricted by the design of the flexible wiring board.
以下、実施例及び比較例に基づき、本発明をより具体的に説明する。なお、実施例等で用いた銅箔の種類及びポリアミド酸溶液の合成は次のとおりである。 Hereinafter, based on an Example and a comparative example, the present invention is explained more concretely. In addition, the synthesis | combination of the kind of copper foil used in the Example etc. and a polyamic-acid solution is as follows.
［銅箔Ａ］
日鉱金属株式会社製圧延銅箔（商品名BHYA-72F-HA）、厚さ１２μｍ
［銅箔Ｂ］
福田金属株式会社製圧延銅箔（商品名ROFD-T4X）、厚さ１２μｍ
[Copper foil A]
Rolled copper foil (trade name BHYA-72F-HA) manufactured by Nikko Metal Co., Ltd., thickness 12μm
[Copper foil B]
Rolled copper foil (trade name ROFD-T4X) manufactured by Fukuda Metal Co., Ltd., thickness 12μm
［ポリアミド酸溶液の合成］
（合成例１）
熱電対及び攪拌機を備えると共に窒素導入が可能な反応容器に、N,N−ジメチルアセトアミドを入れた。この反応容器に2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(ＢＡＰＰ)を容器中で撹拌しながら溶解させた。次に、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）を加えた。モノマーの投入総量が１５ｗｔ％となるように投入した。その後、３時間撹拌を続け、ポリアミド酸ａの樹脂溶液を得た。このポリアミド酸ａの樹脂溶液の溶液粘度は３,０００cpsであった。
[Synthesis of polyamic acid solution]
(Synthesis Example 1)
N, N-dimethylacetamide was placed in a reaction vessel equipped with a thermocouple and a stirrer and capable of introducing nitrogen. 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane (BAPP) was dissolved in the reaction vessel with stirring. Next, pyromellitic dianhydride (PMDA) was added. The total amount of monomers charged was 15 wt%. Thereafter, stirring was continued for 3 hours to obtain a resin solution of polyamic acid a. The solution viscosity of this polyamic acid a resin solution was 3,000 cps.
（合成例２）
熱電対及び攪拌機を備えると共に窒素導入が可能な反応容器に、N,N−ジメチルアセトアミドを入れた。この反応容器に2,2'−ジメチル−4,4'−ジアミノビフェニル(ｍ−ＴＢ)を投入した。次に3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）およびピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）を加えた。モノマーの投入総量が１５ｗｔ％で、各酸無水物のモル比率（ＢＰＤＡ：ＰＭＤＡ）が２０：８０となるように投入した。その後、３時間撹拌を続け、ポリアミド酸ｂの樹脂溶液を得た。このポリアミド酸ｂの樹脂溶液の溶液粘度は２０,０００cpsであった。
(Synthesis Example 2)
N, N-dimethylacetamide was placed in a reaction vessel equipped with a thermocouple and a stirrer and capable of introducing nitrogen. 2,2′-Dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl (m-TB) was charged into the reaction vessel. Next, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) and pyromellitic dianhydride (PMDA) were added. The total amount of monomers charged was 15 wt%, and the molar ratio of each acid anhydride (BPDA: PMDA) was 20:80. Thereafter, stirring was continued for 3 hours to obtain a resin solution of polyamic acid b. The solution viscosity of this polyamic acid b resin solution was 20,000 cps.
［実施例１］
長尺状の銅箔Ａに上記で準備したポリアミド酸溶液aを塗布し、乾燥させ（硬化後は膜厚2μｍの熱可塑性ポリイミドを形成）、そのうえにポリアミド酸ｂを塗布し、乾燥させ（硬化後は膜厚12μｍの低熱熱膨張性ポリイミドを形成）、更にその上にポリアミド酸aを塗布し乾燥させ（硬化後は膜厚2μｍの熱可塑性ポリイミドを形成）、３００〜３６０℃の温度が積算時間で５分以上負荷されるような加熱条件を経て３層構造からなるポリイミド層を形成した。次いで、銅箔Ａの長手方向（Ｍ軸方向）に沿って長さ２５０ｍｍ、長手方向に対して直交する方向（RD方向）に幅１５０ｍｍの長方形サイズとなるように切り出し、図１に示すように、厚さ１６μｍのポリイミド層（絶縁樹脂層）１と厚さ１２μｍの銅箔２とを有した片面銅張積層板３を得た。ここで長手方向とは圧延方向と等しい方向である。また、ＥＢＳＰ測定（Electron Back Scattering Pattern）により確認したところ、この長手方向は銅の＜１００＞軸方向を有していた。
[Example 1]
The polyamic acid solution a prepared above is applied to a long copper foil A and dried (after curing, a 2 μm-thick thermoplastic polyimide film is formed), and then polyamic acid b is applied and dried (after curing) Is a low thermal expansion coefficient polyimide film with a film thickness of 12μm), and further coated with polyamic acid a and dried (forms a thermoplastic polyimide film with a film thickness of 2μm after curing). A polyimide layer having a three-layer structure was formed through heating conditions such that a load of 5 minutes or more was applied. Next, the copper foil A was cut out to have a rectangular size of 250 mm in length along the longitudinal direction (M-axis direction) and 150 mm in width in the direction orthogonal to the longitudinal direction (RD direction), as shown in FIG. A single-sided copper-clad
片面銅張積層板３の銅箔２の圧延面2aのＸ線回折で求めた（２００）面の強度積分値から強度（I）を求め、この値を予め測定しておいた純微粉末銅（関東化学社製銅粉末試薬Ｉ級、３２５メッシュ）の（２００）面の強度積分値から求めた強度（I0）で割り、I／I0を計算したところ５７であった。なお、Ｘ線回折には極点図測定装置ＲＩＮＴ−２０００型（理学電機社製）を用い、Ｍｏ−Ｋαターゲットを用い管電圧６０ｋＶ、管電流２００ｍＡの条件でそれぞれの（２００）面の強度積分値を求め、純銅粉固化体回折強度に対する倍率から強度比を求めた。
Intensity (I) was determined from the integrated intensity value of the (200) plane obtained by X-ray diffraction of the rolled
次に、上記で得られた片面銅張積層板３の銅箔２側に所定のマスクを被せ、塩化鉄／塩化銅系溶液を用いてエッチングを行い、図２に示すように、線幅（ｌ）１５０μｍの直線状の配線４の配線方向Ｈ（Ｈ方向）が長手方向（Ｍ軸方向）に対して４５°の角度を有するようにし、かつ、スペース幅（ｓ）２５０μｍで配線パターンを形成した。そして、後述する耐屈曲試験用のサンプルを兼ねるように、JIS 6471に準じて、回路基板の配線方向Ｈに沿って長手方向に１５ｃｍ、配線方向Ｈに直交する方向に幅１．５ｃｍを有する試験用可撓性配線基板５を得た。
Next, a predetermined mask is put on the copper foil 2 side of the single-sided copper clad
上記で得られた試験用可撓性配線基板５を用い、JIS C5016に準じてＭＩＴ屈曲試験を行った。装置は東洋精機製作所製（STROGRAPH-R1）を使用し、試験用可撓性配線基板５の一端を屈曲試験装置のくわえ治具に固定し、他端をおもりで固定して、くわえ部を中心として、振動速度１５０回／分の条件で左右に交互に１３５±５度ずつ回転させながら、曲率半径０．８ｍｍとなるように屈曲させ、配線基板５の配線４の導通が遮断されるまでの回数を屈曲回数として求めた。この際、屈曲により形成される屈曲部での稜線Ｌが試験用可撓性配線基板５の配線４の配線方向Ｈに対して直交するようにして試験を行ったところ、屈曲回数２０００回目に配線４が屈曲部の稜線Ｌ付近で破線したことが確認された。
Using the test
また、上記で得られた試験用可撓性配線基板５について、水酸化カリウムを主成分としたポリイミドエッチング液に浸してポリイミド層１をエッチング除去し、得られた配線を用いて引張試験を行った。試験には東洋精機製作所製（STROGRAPH-R1）を使用し、得られた配線パターンのうちの１本の配線４を、引張方向が配線方向Ｈと平行になるようにして、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎの条件で試験した。その結果、本実施例の配線４は６％の伸度が確認された。結果を表１に示す。
Moreover, about the
［実施例２〜９］
長手方向（Ｍ軸）に対する配線方向Ｈの角度を表１に示すようにした以外は実施例１と同様にして試験用可撓性配線基板５を得た。得られた配線基板５について、実施例１と同様にしてＭＩＴ屈曲試験及び引張試験を行った。結果を表１に示す。
[Examples 2 to 9]
A test
［実施例１０〜１４］
銅箔Ａの表面処理面にポリイミド層を形成する際の加熱条件において、加熱積算時間を２分にした以外は実施例１と同様にして、実施例１０〜１４に係る片面銅張積層板３を得た。得られた各片面銅張積層板３について、実施例１と同様にしてI／I0を求めたところ４１であった。
[Examples 10 to 14]
Single-sided copper-clad
そして、上記で得られた片面銅張積層板３について、長手方向（Ｍ軸）に対する配線方向Ｈの角度を表２に示すようにした以外は実施例１と同様にして、各試験用可撓性配線基板５を準備した。得られた配線基板５を用い、実施例１と同様にしてＭＩＴ屈曲試験及び引張試験を行った。結果を表２に示す。
And about the single-sided copper clad laminated
［実施例１５〜１８］
銅箔Ｂを用い、かつ、銅箔Ｂの表面処理面にポリイミド層を形成する際の加熱条件における加熱積算時間を２分にした以外は実施例１と同様にして、実施例１５〜１８に係る片面銅張積層板３を得た。得られた各片面銅張積層板３について、実施例１と同様にしてI／I0を求めたところ３３であった。ここで、銅箔Ｂの長手方向とは圧延方向と等しい方向であり、ＥＢＳＰ測定により確認したところ、この長手方向は銅の＜１００＞軸方向を有していた。
[Examples 15 to 18]
Examples 15 to 18 were performed in the same manner as in Example 1 except that the copper foil B was used and the heating integrated time in the heating condition when forming the polyimide layer on the surface-treated surface of the copper foil B was set to 2 minutes. Such a single-sided copper-clad
そして、上記で得られた片面銅張積層板３について、長手方向（Ｍ軸）に対する配線方向Ｈの角度を表２に示すようにした以外は実施例１と同様にして、各試験用可撓性配線基板５を準備した。得られた配線基板５を用い、実施例１と同様にしてＭＩＴ屈曲試験及び引張試験を行った。結果を表２に示す。
And about the single-sided copper clad laminated
［比較例１、２］
実施例１と同様にして得た片面銅張積層板３について、長手方向（Ｍ軸）に対する配線方向Ｈの角度を表３に示すようにした以外は実施例１と同様にして、各試験用可撓性配線基板５を準備した。得られた配線基板５を用いて実施例１と同様にしてＭＩＴ屈曲試験及び引張試験を行った。結果を表３に示す。
[Comparative Examples 1 and 2]
For the single-sided copper clad
［比較例３、４］
銅箔Ａの表面処理面にポリイミド層を形成する際の加熱条件において、加熱積算時間を２分にした以外は実施例１と同様にして片面銅張積層板３を得た。得られた各片面銅張積層板３について、実施例１と同様にしてI／I0を求めたところ４１であった。そして、得られた片面銅張積層板３について、長手方向（Ｍ軸）に対する配線方向Ｈの角度を表３に示すようにした以外は実施例１と同様にして、各試験用可撓性配線基板５を準備し、ＭＩＴ屈曲試験及び引張試験を行った。結果を表３に示す。
[Comparative Examples 3 and 4]
A single-sided copper-clad
［比較例５、６］
銅箔Ｂを用い、かつ、銅箔Ｂの表面処理面にポリイミド層を形成する際の加熱条件における加熱積算時間を２分にした以外は実施例１と同様にして、各片面銅張積層板３を得た。得られた各片面銅張積層板３について、実施例１と同様にしてI／I0を求めたところ３３であった。そして、得られた片面銅張積層板３について、長手方向（Ｍ軸）に対する配線方向Ｈの角度を表３に示すようにした以外は実施例１と同様にして、各試験用可撓性配線基板５を準備し、ＭＩＴ屈曲試験及び引張試験を行った。結果を表３に示す。
[Comparative Examples 5 and 6]
Each single-sided copper-clad laminate in the same manner as in Example 1 except that the copper foil B was used and the heating integrated time in the heating condition when forming the polyimide layer on the surface-treated surface of the copper foil B was 2 minutes. 3 was obtained. For each resulting one-sided copper-clad
本発明により製造される可撓性配線基板は、各種電子・電気機器で幅広く使用することができ、配線基板自体が折り曲げられたり、ねじ曲げられたり、或いは搭載された機器の動作に応じて変形したりして、いずれかに屈曲部を有して使用するのに適している。特に、本発明の可撓性配線基板は屈曲耐久性に優れた屈曲部構造を有することから、摺動屈曲、折り曲げ屈曲、ヒンジ屈曲、スライド屈曲等の繰り返し動作を伴い頻繁に折り曲げられたりする場合や、或いは搭載される機器の小型化に対応すべく、曲率半径が極めて小さくなることが求められるような屈曲部を形成するような場合に好適である。 The flexible wiring board manufactured according to the present invention can be widely used in various electronic and electrical devices, and the wiring substrate itself is bent, twisted, or deformed according to the operation of the mounted device. In other words, it is suitable for use with a bent portion in any one of them. In particular, since the flexible wiring board of the present invention has a bent portion structure with excellent bending durability, it is frequently bent with repeated operations such as sliding bending, bending bending, hinge bending, and sliding bending. Alternatively, it is suitable for the case where a bent portion is required in which the radius of curvature is required to be extremely small in order to cope with downsizing of the equipment to be mounted.
１：ポリイミド層（絶縁樹脂層）
２：銅箔
2a：圧延面
３：片面銅張積層板
４：配線
５：試験用可撓性配線基板
1: Polyimide layer (insulating resin layer)
2: Copper foil
2a: Rolling surface 3: Single-sided copper-clad laminate 4: Wiring 5: Flexible wiring board for testing
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