フレキシブルプリント配線板の製造方法

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【発明の名称】	フレキシブルプリント配線板の製造方法
【発明者】	【氏名】土井克浩
【要約】	【課題】導体回路の電極が接着剤で覆われることを防ぎ、且つベースフィルムとカバーレイフィルムの十分な密着力が得られるフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供する。【構成】第１フィルム材層５と、第１フィルム材層５上に設けられた第１接着剤層６と、第１接着剤層６上に設けられた電極１３を有する導体回路１２とを有するベースフィルム４、及び電極１３を露出する開口部１１が設けられた第２フィルム材層１０と、第２フィルム材層１０上に設けられた第２接着剤層９とを有するカバーレイフィルム８を用意する工程と、開口部１１に発熱体３０を挿入し、開口部１１周辺の第２接着剤層９を発熱体３０で加熱して硬化を促進させる工程と、導体回路１２の面側に、第２接着剤層９を接触させてカバーレイフィルム８を配置し、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を貼り付ける工程とを含む。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フィルム材層と、前記第１フィルム材層上に設けられた第１接着剤層と、前記第１接着剤層上に設けられた電極を有する導体回路とを有するベースフィルム、及び前記電極を露出する開口部が設けられた第２フィルム材層と、前記第２フィルム材層上に設けられた第２接着剤層とを有するカバーレイフィルムを用意する工程と、
前記開口部に発熱体を挿入し、前記開口部周辺の前記第２接着剤層を前記発熱体で加熱して硬化を促進させる工程と、
前記ベースフィルムの前記導体回路の面側に、前記第２接着剤層を接触させて前記カバーレイフィルムを配置し、前記ベースフィルムと前記カバーレイフィルムを貼り付ける工程
とを含む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。
【請求項２】
前記発熱体は、前記開口部の大きさの８０％以上、１００％未満の大きさであることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記開口部周辺の前記第２接着剤層に対して硬化を促進させる工程は、前記開口部の壁面から１ｍｍ未満の幅に対して硬化を促進させることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
前記発熱体は、熱伝導率が大きいニクロム線であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
前記発熱体は、前記開口部と同形状であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルプリント配線板に関し、特に熱プレス時に導体回路の電極が接着剤で覆われることを防げるフレキシブルプリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の内部は、多数の部品の配線を必要とする上、空間の広さは限られている。したがって、電子機器内の配線には可撓性に優れたフィルム状のフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）が使用されている。ＦＰＣは、その軽さ、薄さ及び形状の自由度に富む特性から、携帯電話やハンディビデオカメラなどの小型の電子機器やノート型パーソナルコンピュータの内部配線基板として使用されている。また、ＦＰＣの高度の屈曲耐性から、パーソナルコンピュータのハードディスクドライブなどの高密度可動配線基板として多用されている。今後も電子機器の小型化、軽量化及び高性能化に伴い、ＦＰＣの用途は拡大し、需要の増加が見込まれる。
【０００３】
図９にＦＰＣの構造例を示す。このＦＰＣは導体回路１２を有するベースフィルム４と、ベースフィルム４と貼り合わせて導体回路１２を保護絶縁するカバーレイフィルム８とから構成されている。カバーレイフィルム８は、ベースフィルム４と貼り合わせた時に、導体回路１２の電極１３を露出させるための開口部１１を有し、この開口部１１を利用して電極１３を他の電子部品に接続できるようになっている。
【０００４】
図１０はベースフィルム４を示した図である。ベースフィルム４は、耐熱性が良好な第１フィルム材層５に、第１接着剤層６を介して、金属箔層７を接着して構成されており、金属箔層７の不要部分をエッチング法などにより取り去り、導体回路１２が形成されている。
【０００５】
図１１はカバーレイフィルム８を示した図である。カバーレイフィルム８は、耐熱性が良好な第２フィルム材層１０に、第２接着剤層９を設けて構成されており、金型による打ち抜きなどの手段により開口部１１が形成されている。
【０００６】
図１２は、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を貼り合わせて形成されたＦＰＣを示した図である。ベースフィルム４とカバーレイフィルム８は、熱プレス装置を用いて昇温・加圧されて、ベースフィルム４の導体回路１２の電極１３が露出するような位置で貼り合わされる。カバーレイフィルム８の第２接着剤層９は、昇温・加圧されることでベースフィルム４に形成された導体回路１２を形成する溝１４に流れ込み、溝１４を埋め、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８とを一体化させ、ＦＰＣを形成する（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００７】
このようなＦＰＣにあっては、ベースフィルム４は、導体回路１２の部分が凸状をなしている。ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を熱プレス装置を用いて加圧する際には、ベースフィルム４の導体回路１２にかかる圧力が、他の部分にかかる圧力よりも大きい。このため、カバーレイフィルム８の開口部１１の周辺部分には大きな圧力が加わり、開口部１１の周辺の第２接着剤層９をなす接着剤がカバーレイフィルム８の開口部１１へ流れてしまう。
【０００８】
この流れ出た接着剤は、導体回路１２の露出すべき電極１３の一部を覆ってしまい、後の工程においてのはんだの接着不良やメッキ不良を発生する要因となる。そのため、流れ出した接着剤を除去することが必要となり、ＦＰＣを製造する工数を増やすこととなる。
【０００９】
また、カバーレイフィルム８の開口部１１の上面及び下面から加熱する方法では、開口部１１周辺の広範囲の第２接着剤層９が必要以上に硬化されてしまう。そのため、熱プレス後も開口部１１周辺では、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８との間で十分な密着力が得られないので、メッキ工程において、メッキ液が開口部１１周辺へ流れ込んでしまいＦＰＣの導体回路１２間の絶縁性を妨げてしまうことがある。
【特許文献１】特開平５－１８３２６０号公報
【特許文献２】特開平８－１１３７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、熱プレス時にカバーレイフィルムの開口部に接着剤が流れ込むのを防いで、導体回路の電極が接着剤で覆われることを防ぎ、且つベースフィルムとカバーレイフィルムの十分な密着力が得られるフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明の一態様によれば、第１フィルム材層と、第１フィルム材層上に設けられた第１接着剤層と、第１接着剤層上に設けられた電極を有する導体回路とを有するベースフィルム、及び電極を露出する開口部が設けられた第２フィルム材層と、第２フィルム材層上に設けられた第２接着剤層とを有するカバーレイフィルムを用意する工程と、開口部に発熱体を挿入し、開口部周辺の第２接着剤層を発熱体で加熱して硬化を促進させる工程と、ベースフィルムの導体回路の面側に、第２接着剤層を接触させてカバーレイフィルムを配置し、ベースフィルムとカバーレイフィルムを貼り付ける工程とを含むフレキシブルプリント配線板の製造方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、熱プレス時にカバーレイフィルムの開口部に接着剤が流れ込むのを防いで、導体回路の電極が接着剤で覆われることを防ぎ、且つベースフィルムとカバーレイフィルムの十分な密着力が得られるフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１４】
本発明の実施の形態に係るフレキシブルプリント配線板の製造方法を、図１～図４を参照しながら説明する。
【００１５】
（イ）まず、図１（ａ），（ｂ）に示すような、第１フィルム材層５と、第１フィルム材層５上に設けられた第１接着剤層６と、第１接着剤層６上に設けられた電極１３を有する導体回路１２とを有するベースフィルム４を用意する。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＡ－Ａ方向の断面図である。更に、図２（ａ），（ｂ）に示すような、電極１３を露出する開口部１１が設けられた第２フィルム材層１０と、第２フィルム材層１０上に設けられた第２接着剤層９とを有するカバーレイフィルム８を用意する。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＢ－Ｂ方向の断面図である。
【００１６】
第１フィルム材層５及び第２フィルム材層１０の材料としては、例えばポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の可撓性を有する絶縁フィルムを用いることができる。第１フィルム材層５及び第２フィルム材層１０の厚さは、１００μｍ、５０μｍ、２５μｍ、１２．５μｍ、８μｍ、６μｍ等を採用することができる。第１接着剤層６及び第２接着剤層９は、エポキシ系接着剤などの熱硬化性接着剤等を用いることができる。導体回路１２は、圧延銅箔または電解銅箔等により形成された金属箔層７をエッチング等によりパターン加工して形成される。導体回路１２には、銅箔以外の金属箔を導体として使うことも可能である。導体回路１２のピッチ幅は１０～５００μｍとし、パターン幅は１０～５００μｍとする。導体回路１２の厚さは、３５μｍ、１８μｍ、１２μｍ、９μｍ等を採用することができる。
【００１７】
（ロ）次に、図３に示すように、開口部１１に発熱体３０を挿入し、開口部１１周辺の第２接着剤層９を発熱体で加熱して硬化を促進させる。硬化を促進させる度合は、接着剤の硬化がなかば進み、次工程での加熱時において、ほとんどフローすることなく固化する程度まで硬化が進行した度合である。この工程において開口部１１周辺の第２接着剤層９は、開口部１１の壁面から１ｍｍ未満の幅を硬化を促進させた硬化促進接着剤３９とする。開口部１１周辺の第２接着剤層９に対して硬化を促進させる作業条件としては、１００℃～５００℃の発熱体３０を開口部１１に１秒～１００秒間挿入することで１ｍｍ未満の幅の硬化促進接着剤３９とすることができる。
【００１８】
発熱体３０は、ニクロム線や銅（Ｃｕ）などの熱伝導率が大きい金属からなる。発熱体３０の形状は、開口部１１の形状に合わせて同形状とすることが好ましい。例えば、開口部１１が円形であれば発熱体３０の形状は円形とし、開口部１１が四角形であれば発熱体３０の形状も四角形とすることができる。発熱体３０の大きさは、開口部１１にスムーズに挿入でき、熱を開口部１１周辺の第２接着剤層９にむらなく伝えるために、開口部１１の大きさの８０％以上、１００％未満とする。例えば、開口部１１の大きさが３．０ｍｍφである場合、発熱体３０の大きさは２．４ｍｍφ以上、３．０ｍｍφ未満とする。
【００１９】
（ハ）次に、図４に示すように、ベースフィルム４の導体回路１２の面側に、第２接着剤層９を接触させてカバーレイフィルム８を配置し、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を貼り付ける。ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を貼り付ける方法を以下に説明する。まず、図４の状態のベースフィルム４とカバーレイフィルム８を熱プレス装置（図示せず）に配置する。熱プレス装置の温度を１００℃～１８０℃に上昇させ、２５～１００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力をかけ、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を貼り付けてＦＰＣを形成する。
【００２０】
本発明の実施の形態に係るフレキシブルプリント配線板の製造方法は、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を貼り付ける前工程で、開口部１１周辺の第２接着剤層９に対して硬化を促進させることにより、カバーレイフィルム８の開口部１１の縁に一種の障壁を作ることになり、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を貼り付ける工程で第２接着剤層９の接着剤が開口部１１に流れ込むのを阻止することができる。こうすることで、露出が要求される導体回路１２の電極１３が接着剤で覆われることのないＦＰＣが得られる。
【００２１】
更に、本発明の実施の形態に係るフレキシブルプリント配線板の製造方法は、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８を貼り付ける工程の前工程で、開口部１１外周のわずかな領域の第２接着剤層９に対して硬化を促進させることにより、開口部１１の広範囲の第２接着剤層９が必要以上に硬化されてしまうことなく、開口部１１周辺では、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８との間で十分な密着力が得られる。したがって、実施の形態に係るフレキシブルプリント配線板の製造方法により製造されたＦＰＣは、メッキ工程において、メッキ液が開口部１１周辺へ流れ込んでしまいＦＰＣの導体回路１２間の絶縁性を妨げることなく、不良製品の発生を抑えることができる。
【００２２】
（実施例）
本発明に係るＦＰＣの製造方法により製造されたＦＰＣの評価結果を説明する。図５に示す回路埋め込み評価パターンに、ＪＰＣＡ－ＢＭ０２の埋め込み性評価方法に準じ、導体幅／導体間隙が、０．１５ｍｍ／０．１５ｍｍ，０．２ｍｍ／０．２ｍｍ，０．２５ｍｍ／０．２５ｍｍ，０．３ｍｍ／０．３ｍｍ及び０．５ｍｍ／０．５ｍｍであるＡ～Ｅの５種類のパターンの導体回路１２を各２個、同一の回路板に２箇所形成してベースフィルム４を作成した。図６は回路埋め込み評価パターンの１つを示し、Ａ～Ｅの部分には図７に示す各１０本の導体回路１２が形成されている。カバーレイフィルム８には、直径が１ｍｍ，２ｍｍ及び３ｍｍの丸穴の開口部１１を各３個開ける。これら穴の径より０．０１ｍｍ～１ｍｍ径が小さく、内部にニクロム線による発熱構造を有する発熱体３０を開口部１１に挿入して、開口部１１周辺の第２接着剤層９に対して硬化を促進させる。その時の加熱条件を表１に示す。
【表１】

【００２３】
その後、加熱温度２００℃ 、圧力６０ｋｇｆ／ｃｍ²で１時間の熱プレスをかけ、ベースフィルム４とカバーレイフィルム８とを圧着し、評価用のＦＰＣを作成した。熱プレス時のクッションは、図８に示すＪＰＣＡ－ＢＭ０２のラミネーションの構成に従った。図８において、符号１８は厚さ約１ｍｍのクッション材、１９はステンレス板、２０は厚さ６０μｍのポリプロピレンフィルム、２１は厚さ１００μｍのポリエチレンフィルム、２２はカバーレイフィルム、２３は厚さ３５μｍの電解銅箔である。また、これらの試料との比較のために、カバーレイフィルム８の開口部１１の周辺部分の第２接着剤層９に対して硬化を促進させていない試料も作成した。
【００２４】
このＦＰＣ試料での、カバーレイフィルム８の開口部１１への接着剤の流れ込み状態と導体回路１２の溝部への接着剤の埋め込み状態を、実体顕微鏡で１６倍の倍率にて観察した。その結果を表２に示す。表２での接着剤のフローについては、そのカバーレイフィルム８の開口部１１における電極１３を覆う接着剤の量が平面寸法において、５０μｍ未満の時は◎、５０μｍ以上１５０μｍ未満を○、１５０μｍ以上を×で示す。また、導体回路１２への接着剤の埋め込み性は、導体回路の５種類のパターンに対して、気泡がなく接着剤が流れ込んでいるものを○で示す。
【表２】

【００２５】
開口部１１の大きさとほぼ同じ大きさの発熱体３０を開口部１１に挿入して、開口部１１周辺の第２接着剤層９に対して硬化を促進して作成した試料１－４から１－９、２－５から２－９、３－７から３－９について、３種類の大きさの開口部１１への接着剤の流れ込みは、いずれも５０μｍ未満に抑えられた。一方、開口部１１の周辺部分の第２接着剤層９に対して硬化を促進させていない試料０－１は、各サイズの開口部１１で１５０μｍ以上の接着剤の流れ込みが見られた。評価パターンの導体回路１２への接着剤の埋め込み性は、１－９、２－８、２－９、３－８、３－９の試料を除いて良好であった。
【００２６】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
【００２７】
例えば、実施の形態においては、ベースフィルム４の一面だけに導体回路１２を形成したＦＰＣを示したが、導体回路１２はベースフィルム４の両面に設けても構わない。
【００２８】
また、実施の形態におけるＦＰＣは単層で示したが、多層プリント配線板であっても構わない。
【００２９】
この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係るＦＰＣに用いるベースフィルムの模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＦＰＣに用いるカバーレイフィルムの模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るカバーレイフィルムの開口部周辺の第２接着剤層に対して硬化を促進させる工程を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＦＰＣの概略構成図である。
【図５】本発明の実施例に用いた回路埋め込み評価パターンの一例を示す概略構成図である。
【図６】本発明の実施例に用いた回路埋め込み評価パターンの拡大図である。
【図７】本発明の実施例に用いたＪＰＣＡ－ＢＭ０２のラミネーションの一例を示す概略構成図である。
【図８】ＪＰＣＡ－ＢＭ０２のラミネーション構成に従った、熱プレス時のクッション構成図である。
【図９】フレキシブルプリント配線板の一例を示す概略構成図である。
【図１０】ベースフィルムの一例を示す概略構成図である。
【図１１】カバーレイフィルムの一例を示す概略構成図である。
【図１２】ベースフィルムとカバーレイフィルムの貼り合わせの概略構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
４…ベースフィルム
５…第１フィルム材層
６…第１接着剤層
７…金属箔層
８…カバーレイフィルム
９…第２接着剤層
１０…第２フィルム材層
１１…開口部
１２…導体回路
１３…電極
１４…溝
３０…発熱体
３９…硬化促進接着剤

【出願人】	【識別番号】０００００５１８６【氏名又は名称】株式会社フジクラ
【出願日】	平成１８年８月１１日（２００６．８．１１）
【代理人】	【識別番号】１０００８３８０６【弁理士】【氏名又は名称】三好秀和【識別番号】１００１００７１２【弁理士】【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦【識別番号】１００１００９２９【弁理士】【氏名又は名称】川又澄雄【識別番号】１００１０１２４７【弁理士】【氏名又は名称】高橋俊一
【公開番号】	特開２００８－４７６４９（Ｐ２００８－４７６４９Ａ）
【公開日】	平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願番号】	特願２００６－２２０４６９（Ｐ２００６－２２０４６９）