JP6371513B2 - フレキシブルプリント配線板、およびその製造方法 - Google Patents
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- Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
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Description
〔1〕電気絶縁性のフレキシブル基材と、
フレキシブル基材の少なくとも一面に形成された電気配線と、
少なくとも電気配線の接続端子部を除く部分を保護するソルダーレジスト層と、
を有するフレキシブルプリント配線板であって、
ソルダーレジスト層が、
(A)熱硬化性ポリフェニレンエーテルのオリゴマー体、
(B)熱可塑性エラストマー、および
(C)金属酸化物を含有する複合酸化物系無機顔料を含み、
(A)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、30質量部以上60質量部以下であり、
(C)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、10質量部以上20質量部以下である、絶縁フィルムの熱硬化体であることを特徴とする、
フレキシブルプリント配線板。
〔2〕(C)成分が、可視光領域の光波長400〜760nmにおける反射率のピークが20%以上であり、かつ平均粒子径が10μm以下の無機顔料である、上記〔1〕記載のフレキシブルプリント配線板。
〔3〕さらに、(D)マレイミド基を有する化合物を含む、上記〔1〕または〔2〕記載のフレキシブルプリント配線板。
〔4〕さらに、(E)エポキシ樹脂を含む、上記〔1〕〜〔3〕のいずれか記載のフレキシブルプリント配線板。
〔5〕さらに、(F)イミダゾール系硬化触媒を含む、上記〔1〕〜〔4〕のいずれか記載のフレキシブルプリント配線板。
〔6〕電気絶縁性のフレキシブル基材の少なくとも一面に電気配線が形成され、少なくとも電気配線の接続端子部を除く部分を保護するソルダーレジスト層が形成されたフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、
フレキシブル基材に形成された電気配線の、少なくとも接続端子部を除く部分上に、
(A)熱硬化性ポリフェニレンエーテルのオリゴマー体、
(B)熱可塑性エラストマー、および
(C)金属酸化物を含有する複合酸化物系無機顔料を含み、
(A)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、30質量部以上60質量部以下であり、
(C)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、10質量部以上20質量部以下である、絶縁フィルムを貼り付けた後、
絶縁フィルムに熱プレスをして、絶縁フィルムの熱硬化体であるソルダーレジスト層を形成することを特徴とする、フレキシブルプリント配線板の製造方法。
〔7〕電気配線の接続端子部の位置に対応するように、貼り付ける前に予め絶縁フィルムに孔を形成する、上記〔6〕記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
電気絶縁性のフレキシブル基材と、
フレキシブル基材の少なくとも一面に形成された電気配線と、
少なくとも電気配線の接続端子部を除く部分を保護するソルダーレジスト層と、
を有するフレキシブルプリント配線板であって、
ソルダーレジスト層が、
(A)熱硬化性ポリフェニレンエーテルのオリゴマー体、
(B)熱可塑性エラストマー、および
(C)金属酸化物を含有する複合酸化物系無機顔料を含み、
(A)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、30質量部以上60質量部以下であり、
(C)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、10質量部以上20質量部以下である、絶縁フィルムの熱硬化体であることを特徴とする。
電気絶縁性のフレキシブル基材は、特に、限定されない。フレキシブル基材の材料としては、ポリイミド、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが挙げられる。
電気配線は、フレキシブル基材の少なくとも一面に、所望のパターンに形成される。電気配線は、接続端子部を有し、この接続端子部に、半導体チップや電子部品をはんだで接続するため、少なくとも接続端子部上には、ソルダーレジスト層は形成されない。また、電気配線の素材には、一般的に銅が使用されるので、半導体チップや電子部品のはんだ付け時や、その後の信頼性確保のため、少なくとも電気配線の接続端子部を除く部分上にソルダーレジスト層が形成される。
ソルダーレジスト層は、
(A)熱硬化性ポリフェニレンエーテルのオリゴマー体、
(B)熱可塑性エラストマー、および
(C)金属酸化物を含有する複合酸化物系無機顔料を含み、
(A)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、30質量部以上60質量部以下であり、
(C)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、10質量部以上20質量部以下である、絶縁フィルムの熱硬化体である。まず、絶縁フィルムについて説明する。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基又はフェニル基であり、
−(O−X−O)−は構造式(2)で示され、ここで、R8、R9、R10、R14、R15は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基であり、R11、R12、R13は、同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基であり、
−(Y−O)−は構造式(3)で示される1種類の構造、又は構造式(3)で示される2種類以上の構造がランダムに配列したものであり、ここで、R16、R17は同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基であり、R18、R19は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基であり、
Zは炭素数1以上の有機基であり、場合により酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子を含むこともあり、
a、bは少なくともいずれか一方が0でない、0〜300の整数を示し、
c、dは0又は1の整数を示す)で示される、ビニル基が結合したフェニル基を両末端に持つ熱硬化性ポリフェニレンエーテルのオリゴマー体(以下、変性PPEという)が好ましい。本発明では、熱硬化性樹脂として変性PPEを用いているので、高周波特性が優れていることに加えて、Tgが高く(216℃)、耐熱性が優れており、ソルダーレジスト層の経時変化が生じにくく、フレキシブルプリント配線板の長期信頼性を維持できる。さらに、樹脂中の親水基の数が少ないため吸湿性や耐薬品性に優れる、という特徴がある。このため、150℃近くの温度がかかる用途であってもソルダーレジスト層が、電気絶縁性のフレキシブル基材や電気配線と剥離せず、信頼性の高いフレキシブルプリント配線板となる。さらに、変性PPEと(B)成分である熱可塑性エラストマーによる効果により、ソルダーレジスト層が外部からの応力を緩和できるような適度の柔軟性を有しているため、フレキシブルプリント配線板内に生じる応力を緩和することができる。また、変性PPEは、絶縁性に優れており、ソルダーレジスト層の厚さを薄くしても、フレキシブルプリント配線板の信頼性を維持することができる。この変性PPEは、特開2004−59644号公報に記載されたとおりである。なお、Tgが高いエポキシ樹脂を使用した組成物は、フィルム状に成形することができず、Tgが低いエポキシ樹脂を使用した組成物は、フィルム状に成形することができるが、得られるフィルムのTgが低くなるため、フィルムの耐熱性が劣ってしまう。
本発明のフレキシブルプリント配線板の製造方法は、電気絶縁性のフレキシブル基材の少なくとも一面に電気配線が形成され、少なくとも電気配線の接続端子部を除く部分を保護するソルダーレジスト層が形成されたフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、
フレキシブル基材に形成された電気配線の、少なくとも接続端子部を除く部分上に、
(A)熱硬化性ポリフェニレンエーテルのオリゴマー体、
(B)熱可塑性エラストマー、および
(C)金属酸化物を含む複合酸化物系無機顔料を含み、
(A)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、30質量部以上60質量部以下であり、
(C)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、10質量部以上20質量部以下である、絶縁フィルムを貼り付けた後、
絶縁フィルムに熱プレスをして、絶縁フィルムの熱硬化体であるソルダーレジスト層を形成することを特徴とする。
平均粒子径は、レーザー回折法によって測定した体積基準のメジアン径である。レーザー回折式粒度分布測定装置としては、SALD−7100(島津製作所)を用いた。
表1〜2に示す配合で、(A)成分、(B)成分、(D)〜(F)成分、有機溶媒として適量のトルエンを計量配合した後、それらを混合攪拌機で均一溶解した。均一溶解した溶液に、(C)成分(比較例4〜5の場合は(C’)成分)を混合し、分散装置で均一分散させ、ワニスを作製した。得られたワニスを、PETフィルム上に塗布し、塗膜を乾燥し、厚さ:25μmの絶縁フィルムを作製した。
長さ:10cm、幅:10cm、厚さ:18μmの2枚の銅箔に、作製した絶縁フィルムを挟み込み、加熱プレスを用い、200℃、1時間、1MPaの条件で熱硬化させた。熱硬化させた試料を、長さ:10cm、幅:1cmで切り出し、接着強度評価用試験片を得た。引張試験装置を用いて、180°ピール強度を測定した。接着強度は、6(N/cm)以上が求められる。表1〜2に、結果を示す。
長さ:10cm、幅:10cm、厚さ:18μmのFR4基板に、作製した絶縁フィルムを貼り付け、加熱プレスを用い、200℃、1時間、1MPaの条件で熱硬化させた。熱硬化させた試料を、最高到達温度260℃のリフロー炉へ、速度:0.3m/minで3回投入を繰返した後、目視で膨れ、色抜けを観察した。膨れ、色抜けのいずれも観察されなかった場合を「○」;膨れ、色抜けのいずれかがあった場合を「△」;膨れ、色抜けの何れもが観察された場合を「×」とした。表1〜2に、結果を示す。
長さ:5cm、幅:5cmの絶縁フィルムを、加熱プレスを用い、200℃、1時間、1MPaの条件で熱硬化させ、試験片を作製した。作製した試験片を、2規定の塩酸に24時間、室温で浸漬した後、さらに、2規定の水酸化ナトリウムに24時間、室温で浸漬した。その後、目視で膨潤、変色を確認した。膨潤、変色のいずれも観察されなかった場合を「○」、膨潤、変色のいずれか一方でも観察された場合を「×」とした。表1〜2に、結果を示す。
長さ:10cm、幅:10cmの絶縁フィルムを、加熱プレスを用い、200℃、1時間、1MPaの条件で熱硬化させ、試験片を作製した。作製した試料を、空洞共振法を用い、2GHzのε、tanδを測定した。εには、3以下が、tanδには、0.005以下が求められる。表1〜2に、結果を示す。
長さ:150mm、幅:150mm、厚さ:0.05mmの液晶高分子(LCP)を基材として、線路長:70mm、線路幅:0.112mm、線路高さ:18μmのマイクロストリップラインを作製した。この線路上に、作製した絶縁フィルムを貼り付け、挿入損失(S21)の減衰特性を測定した。ここで、LCPには、パナソニック株式会社製ポリエステル(品名:R−F705T)を用いた。測定周波数20GHzにおける減衰が、−3dB以内の場合に「○」、−3dbより大きい場合を「×」とした。表1〜2に、結果を示す。
長さ:5cm、幅:5cm、厚さ:500μmのFR4基板に、長さ:1cm、幅:0.1mm、厚さ:18μmの銅製の電気配線を形成した。この電気配線を形成したFR4基板に絶縁フィルムを貼り合わせ、加熱プレスを用い、200℃、1時間、1MPaの条件で熱硬化させた。その後、目視で電気配線が隠れているか否かを確認した。電気配線が隠れている場合を「○」、電気配線が隠れていなかった場合を「×」とした。表1〜2に、結果を示す。
作製した絶縁フィルムを、長さ:11cm、幅:0.1cm、厚さ:18μmの銅製の電気配線が形成された長さ:13cm、幅:1.5cm、厚さ:25μmのフレキシブル基材(パナソニック株式会社製ポリイミド、品名:R−F775)に貼り合わせ、加熱プレスを用い、200℃、1時間、1MPaの条件で熱硬化させ、測定用試料を作製した。耐折性試験(MIT試験)における破断までの屈曲回数で評価した。MIT試験は、JIS C5016に準拠して行い、張力:500g、試験速度:175回/分、折り曲げ角度:135°、折り曲げクランプのR:0.38mmとした。MIT試験における屈曲回数が100回以上の場合を「○」、10回以上100回未満の場合を「△」、10回未満の場合を「×」とした。表1〜2に、結果を示す。
誘電率(ε)、誘電正接(tanδ)の評価と同様に作製した試料を用い、JIS K6911に準拠して測定した。体積抵抗率は、1.0×1012Ω・cm以上であれば、絶縁性が良好である。よって、体積抵抗率が1.0×1012Ω・cm以上の場合を「○」、1.0×1012Ω・cm未満の場合を「×」とした。表1〜2に、結果を示す。
作製した絶縁フィルムに、パンチングによりφ1mmの孔を3個空けた。目視でバリの有無を確認し、バリが発生しなかった場合を「○」、1個でもバリが発生した場合を「×」とした。表1〜2に、結果を示す。
10、50 フレキシブル基材
20、60 電気配線
21、61 電気配線の接続端子部
30 ソルダーレジスト層
31、71 絶縁フィルム
40 熱板
72 予め絶縁フィルムに形成された孔
Claims (6)
- 電気絶縁性のフレキシブル基材と、
フレキシブル基材の少なくとも一面に形成された電気配線と、
少なくとも電気配線の接続端子部を除く部分を保護するソルダーレジスト層と、
を有するフレキシブルプリント配線板であって、
ソルダーレジスト層が、
(A)熱硬化性ポリフェニレンエーテルのオリゴマー体、
(B)熱可塑性エラストマー、および
(C)金属酸化物を含有し、可視光領域の光波長400〜760nmにおける反射率のピークが20%以上であり、かつ平均粒子径が10μm以下である、複合酸化物系無機顔料を含み、
(A)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、30質量部以上60質量部以下であり、
(C)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100重量部に対して、10重量部以上20重量部以下である、絶縁フィルムの熱硬化体であることを特徴とする、
フレキシブルプリント配線板。 - さらに、(D)マレイミド基を有する化合物を含む、請求項1記載のフレキシブルプリント配線板。
- さらに、(E)エポキシ樹脂を含む、請求項1または2記載のフレキシブルプリント配線板。
- さらに、(F)イミダゾール系硬化触媒を含む、請求項1〜3のいずれか1項記載のフレキシブルプリント配線板。
- 電気絶縁性のフレキシブル基材の少なくとも一面に電気配線が形成され、少なくとも電気配線の接続端子部を除く部分を保護するソルダーレジスト層が形成されたフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、
フレキシブル基材に形成された電気配線の、少なくとも接続端子部を除く部分上に、
(A)熱硬化性ポリフェニレンエーテルのオリゴマー体、
(B)熱可塑性エラストマー、および
(C)金属酸化物を含有し、可視光領域の光波長400〜760nmにおける反射率のピークが20%以上であり、かつ平均粒子径が10μm以下である、複合酸化物系無機顔料を含み、
(A)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、30質量部以上60質量部以下であり、
(C)成分が、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、10質量部以上20質量部以下である、絶縁フィルムを貼り付けた後、
絶縁フィルムに熱プレスをして、絶縁フィルムの熱硬化体であるソルダーレジスト層を形成することを特徴とする、フレキシブルプリント配線板の製造方法。 - 電気配線の接続端子部の位置に対応するように、貼り付ける前に予め絶縁フィルムに孔を形成する、請求項5記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
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