JPH02279330A - 異形フレキシブルプリント配線板 - Google Patents

異形フレキシブルプリント配線板

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JPH02279330A
JPH02279330A JP10201889A JP10201889A JPH02279330A JP H02279330 A JPH02279330 A JP H02279330A JP 10201889 A JP10201889 A JP 10201889A JP 10201889 A JP10201889 A JP 10201889A JP H02279330 A JPH02279330 A JP H02279330A
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泰一 黒目
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はフレキシブルプリント配線板(以下、FPCと
略す)に関するものであり、さらに詳しくは表面に凹凸
が形成された耐ハンダ性を有するFPCに関するもので
ある。
[従来の技術] 電気、電子工業分野において機器の小型化などの観点か
ら、FPCが多用されつつある。このFPCの一般的な
構成は、基材フィルムの片面あるいは両面に電気回路を
形成し、その上にカバーフィルムを積層したりレジスト
インクを塗布したりしたものである。従来、基材フィル
ムあるいはカバーフィルムに使用されてきたのは実質的
に芳香族ポリイミドフィルムとポリエチレンテレフタレ
ート(PET)フィルムであり、部品実装の際にハンダ
浴浸漬、ウェーブソルダリング、リフローソルダリング
などのFPC全面あるいはかなりの部分をハンダ付けす
る実装方法が採られるような耐ハンダ性を要する場合に
は芳香族ポリイミドフィルムが使用され、部分的なスポ
ット的ハンダ付けしか必要でない場合にはPETフィル
ムが使用されている。また電子機器等の難燃性の規制か
らFPCに使用するフィルムに自己消火性が要求される
場合にも芳香族ポリイミドフィルムが使用されている。
[発明が解決しようとする課題] これまでのFPCは、部品実装し機器へ組み込まれた後
では折り曲げあるいは屈曲させられた状態になってはい
るが、FPC自体はあくまで平板状であり、電気部品は
平面上に並べられているだけで、FPCの実装上の機能
とは単に平面的な配線板であったにすぎない。したがっ
て従来はFPCの実装密度を上げると言っても配線間を
狭くするといった2次元的な方法しか採り得ず、FPC
に使用されたフィルムも電気回路を平面的に保持する機
能以上のものは与えられていなかったのが現状である。
表面に凹凸を付与して3次元的な異形FPCを実現する
ことは、PETフィルムの場合絞り成形できることから
可能性があるが、PETフィルムでは耐ハンダ性に劣る
ために応用範囲が極めて狭くなり現実性に乏しい。
一方、耐ハンダ性を必要とするFPCに使用される芳香
族ポリイミドフィルムは、一般に成形加工性(加熱成形
)が非常に悪いため、平板状のFPC以外のものを製造
することは工業的に無理があり、FPCの機能を拡大す
る上で制約となっていた。
本発明は以上のような問題を改善するため、異形のFP
Cを可能にし、従来にない機能を持ったFPC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] 本発明は、表面に凹凸が形成された異形フレキシブルプ
リント配線板(異形FPC)において、該異形FPCを
構成する基材フィルム、カバーフィルムが、250℃で
の熱収縮率1.5%以下、0.5kg/mイ荷重下での
熱軟化点が200°C以上350℃以下であり、かつ4
00℃以下に融点を有しない耐熱フィルムから成ること
を特徴とするものである。
本発明の異形FPCとは、全くの平板状ではなく表面の
少なくとも一部に凹凸が形成されているものを指し、F
PCに使用されている基材フィルムあるいはカバーフィ
ルムの少なくとも一方に加熱成形加工(絞り成形)が施
されているものである。凹凸の大きさ、形状、絞り比等
は特に限定はなく、例えばメンブレンスイッチにおいて
クリック感を出すために成形されるドーム状の窪みのよ
うな小さな凹凸から、例えばFPC全体が箱型のように
成形されたものまでも含む。
本発明における耐熱フィルムとは400℃以下に融点を
有しない耐熱フィルムを指し、400°C以下に融点を
持つものは成形金型との離型性が悪く不適である。該耐
熱フィルムを構成する耐熱ポリマーの具体例としては芳
香族ポリアミド、芳香族ポリイミド、ポリパラバン酸な
どが挙げられ、これらの中では芳香族ポリアミドが最も
好ましく、また芳香族ポリイミドとしては、従来から多
く生産されているピロメリット酸二無水物と4.4′−
ジアミノジフェニルエーテルを原料とするポリイミドフ
ィルムでは成形性が悪く不適であるが、最近開発された
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とジアミノジフェ
ニルエーテルを原料とするポリイミドフィルムでは良好
な成形性を示す。
本発明における芳香族ポリアミドフィルムとは、一般式
  −NH−At1−NHCO−ArI −CO−また
は  −NH−Ar3−CO で示される繰返し構成単位を単独または共重合の形で含
む芳香族ポリアミド重合体あるいはそれらの混合物から
成るフィルムである。
ここでArI、Ar2、Ar3は少なくとも1個の芳香
環を含み、同一でも異なっていてもよく、これらの代表
例としては次のものが挙げられる。
Xは、 OCR2S O2− の中から選ばれる。またこれらの芳香環の環上の水素原
子の一部または全部がハロゲン基、ニトロ基、CI〜C
3のアルキル基、01〜C3のアルコキシ基から選ばれ
る置換基で置換されているものも含む。更に上記一般式
中でアミド結合を構成する窒素原子に結合する水素原子
が置換基で置換されているものも含む。
本発明のFPCで使用する基材フィルムあるいはカバー
フィルムは、250℃での熱収縮率が1゜5%以下、好
ましくは1.0%以下、かつ0.5kg / m rd
の荷重下での熱軟化点が200℃以上350℃以下、好
ましくは200℃以上300℃以下であることが必要で
ある。ここで熱軟化点とは、0.5 kg / m r
d荷重下でフィルムを5℃/分の速度で昇温したとき、
フィルムの伸びが原長の10%となる時の温度を意味す
る。
本発明のような耐ハンダ性を有する異形FPCにおいて
は、耐ハンダ性を規定する無荷重状態下の寸法変化率で
ある熱収縮率と成形加工性を規定する熱軟化点が重要で
ある。熱収縮率が165%より大きいと、ハンダ実装時
にFPCに皺が生じたりするため不適である。一方成形
加工は、実際の加工工程では数十〜数百℃/秒の速度で
フィルムは昇温されるため、測定し得る特性値との整合
性が問題であったが、上述のような熱軟化点と関係付け
た場合、熱軟化点が350℃より大きい場合、高温下で
のフィルムの伸び速度が小さすぎて均一な成形ができず
、また200°Cより小さい場合ハンダ付は時にフィル
ムの平面性が保てず不適であることが、種々の実験から
見出された。
[製造方法] 次に、本発明の異形FPCの製造方法を芳香族ポリアミ
ドの場合を例にとって説明する。
芳香族ポリアミドの重合はアミド系溶媒中での低温溶液
重合法や水系媒体を用いた界面重合法など公知の重合法
により行なうことができ特に限定されない。次に重合で
得られたポリマー溶液、あるいはポリマーを単離した後
に溶媒に再溶解したポリマー溶液からフィルムを製膜す
る。ここで使用する溶媒にはアミド系溶媒あるいは硫酸
などがあるが、装置の腐蝕という面からはアミド系溶媒
を用いる系の方が好ましい。
製膜は公知の溶液製膜法によって行なうことができ、乾
式、湿式、乾湿式などの区別が溶液製膜法にはあるが、
いずれでもよく特に限定されない。
製膜中に通常フィルムは、250℃〜350℃で0.1
〜10分間程度の熱処理とフィルム長手方向、幅方向に
1.0〜5.0倍程度の延伸操作が施されるが、これら
の操作条件はフィルム特性のうち熱収縮率や熱膨張係数
などに影響するため、ポリマー組成に応じて本発明に必
要な特性値となるように条件を適当に選択する。
得られたフィルムを基材フィルムあるいはカバーフィル
ムとして用いてFPCを製造するには、従来の芳香族ポ
リイミドフィルムを使用する場合と同様の方法によれば
よい。基材フィルム上に電気回路を形成する方法として
は銅箔、アルミ箔などを接着剤によって積層するかメツ
キ法、蒸着法によって銅やアルミなどを積層した後にエ
ツチング法によって回路形成する方法と、銅ペースト、
カーボンペースト、銀ペーストなどをスクリーン印刷す
る方法、あるいはこれらの組合せなどがあるが特に限定
されない。ただし耐ハンダ性あるいは電気容量の点から
は銅箔を積層後これをエツチング加工する方法が好まし
く、更に電気回路もフィルムと一体に加熱成形加工する
場合には使用する銅箔は電解銅箔よりは圧延銅箔の方が
箔の展性の点から好ましい。
電気回路形成後は、必要に応じてスルーホール加工を行
ないカバーフィルムの積層あるいはレジストインクの塗
布、穴開は加工、外形打抜き加工などを行なってFPC
が製造される。
凹凸を付与する方法としては、金型による成形、加熱治
具の押付けなどが挙げられるが、いずれにしても数秒〜
数十秒の間にフィルムを250°C〜400℃程度に加
熱すると同時に圧力を加えてフィルムを変形させればよ
い。例えば金型で加工する場合、金型温度を300℃以
上に加熱しておき、フィルムあるいは平板状のFPCを
プレスし、金型を250℃程度以下に冷却してから離型
すると、所定の凹凸が付与された成形品が得られる。こ
の凹凸を形成する工程は、フィルム単体の時点、電気回
路を形成した時点、カバーフィルム積層等が終った時点
、平板状のFPCに部品実装した後などいずれの時でも
よく特に限定されない。
[用途] 以上のようにして得られた表面に凹凸を有する異形FP
Cは、従来一般にFPCが使用されている電気、電子機
器において使用することができ、特に単なる平板状の配
線板以上の機能をFPCに付加することが望ましい場合
に好ましく用いられる。FPCが異形であることによる
新たな機能としては、例えば、ICのペアチップが納ま
るような窪みをFPCに形成することでICの封止や端
子の結線を容易にしたり、メンブレンスイッチの接点部
にドーム型の突起を持ったFPCを作成することによっ
てFPC自体にスイッチ操作時のクリック感を出す機能
を与えたり、その他部品実装の高密度化、簡単化する機
能が考えられる。
[特性の評価方法] 本発明の特性値の評価方法は次のとおりである。
(1)熱収縮率 幅10mm、試長100mmのフィルムサンプルを無荷
重の状態で熱風オーブンによって250℃、10分間熱
処理を行ない次式によって熱収縮率を算出した。
熱収縮率(%) ■ 熱軟化点 熱機械分析計(TMA)において、フィルム片に0. 
5 (kg/mrrr)の荷重が掛るようにセットし、
室温から5(’C/分)の昇温速度で加熱した時のフィ
ルム伸びを測定した。この伸びが試験片の片長に対して
10%となった時の温度を熱軟化点とした。
[実施例] 本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例I N−メチルピロリドン(NMP)中に0,9モル比に相
当する2−クロル−p−フ二二レンジアミンと0.1モ
ル比に相当する4、4′−ジアミノジフェニルエーテル
とを溶解させ、これに0.2モル比に相当するテレフタ
ル酸クロリドと0.8モル比に相当する2−クロルテレ
フタル酸クロリドを添加し、2時間撹拌して重合を完了
した。これを水酸化カルシウムで中和し、ポリマ濃度1
1重量%、粘度3200ボイズの芳香族ポリアミド溶液
を得た。
このポリマ溶液をステンレス製のエンドレスベルト上に
流延し、150℃の熱風で5分間加熱して溶媒乾燥を行
ない自己保持性を得たフィルムをベルトから連続的に剥
離した。次に水槽へフィルムを導入して残存溶媒と中和
で生じた無機塩の抽出を行ない、ステンターで水分の乾
燥と熱処理を行なって厚さ25μmの芳香族ポリアミド
フィルムを得た。この間に、フィルム長手方向、幅方向
に各々1.1倍、1.3倍の延伸を行ない、熱処理は3
10℃で2分間行なった。
得られたフィルムの物性値はフィルム長手方向、幅方向
各々について、熱収縮率(250°C)が0゜8%、0
,5%、熱軟化点が244°C,24,0℃であった。
次に厚さ35μmの圧延銅箔をフィルムに、熱硬化型変
性エポキシ系接着剤によって積層して銅張板とした後、
銅箔をエツチング加工して電気回路を形成して平板状の
FPCを得た。
次に300°Cに加熱した金型で上記の平板状FPCを
プレスし、金型が250℃程度・に冷却した後にこれを
取出した。この成形加工によってF I)Cに深さ5m
m、直径15mmのドーム型の窪みを数ケ所成形するこ
とができ、銅箔回路が窪みが掛った部分も回路は断線1
7なかった。更に得られた異形FPCを280°Cのハ
ンダ浴に30秒間浸漬したところFPCに皺などは生ぜ
ず良好な耐ハンダ性を示した。
実施例2 ジアミン成分として0. 8モル比に相当する2−クロ
ル−p−フェニレンジアミンと0. 2モル比に相当す
る4、4′−ジアミノジフェニルスルホンを用い、酸ク
ロリド成分としてテレフタル酸クロリドを用いて実施例
1と同様の方法で重合、中和、製膜を行ない厚さ25μ
mの芳香族ポリアミドフィルムを得た。
得られたフィルムの物性値はフィルム長手方向、幅方向
各々について、熱収縮率0.5%、0.3%、熱軟化点
283℃、281℃であった。
次に実施例1と同様にして銅箔積層、エツチング加工、
加熱成形を行なったところ、成形性は良好で皺などのな
い異形FPCが得られ、また耐ハンダ性も良好であった
比較例1 メタフェニレンイソフタルアミドをNMP中に溶解させ
たポリマ溶液(ポリマ濃度17重量%、粘度2600ボ
イズ)から実施例1と同様にして製膜を行ない厚さ25
μmの芳香族ポリアミドフィルムを得た。ただし製膜中
の条件は、フィルム長手方向、幅方向各々について延伸
倍率1゜4倍、1.6倍、熱処理300℃、2分間であ
る。
得られたフィルムの物性値はフィルム長手方向、幅方向
各々について、熱収縮率1.8%、18.5%、熱軟化
点217℃、215℃であった。
次に実施例1と同様にして平板状のFPCを作成し、加
熱成形を行なったところ、FPCの成形性は良好であっ
たが、260℃のハンダ浴に浸漬したところフィルムの
収縮による皺が生じ、耐ハンダ性が不良であった。
比較例2 ピロメリット酸二無水物と4,4′−ジアミノジフェニ
ルエーテルを原料として製造された芳香族ポリイミドフ
ィルム(厚さ25μm1デユポン社製)を用いて実施例
1と同様の方法で平板状のFPCを作成した。フィルム
の物性値はフィルム長手方向、幅方向各々について、熱
収縮率0.2%、0゜1%、熱軟化点374℃、375
°Cであった。
作成したFPCで加熱成形加工を試みたが、金型温度4
00℃でも成形が悪く、FPCのフィルム部分の破れ、
銅箔回路の破断、窪みの位置の周囲で皺が発生するなど
の問題が生じ、異形FPCは作成できなかった。
[発明の効果コ 本発明では特定の熱収縮率、熱軟化点を有する耐熱フィ
ルムを基板フィルムあるいはカバーフィルムとして用い
てFPCを製造するため、得られたFPCは耐ハンダ性
を有しながら成形加工が可能となり、従来の平板状FP
Cにはなかった機能を持つ異形FPCが可能となった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)表面に凹凸が形成された異形フレキシブルプリン
    ト配線板(異形FPC)において、該異形FPCを構成
    する基材フィルムが、250℃での熱収縮率1.5%以
    下、0.5kg/mm^2荷重下での熱軟化点が200
    ℃以上350℃以下であり、かつ400℃以下に融点を
    有しない耐熱フィルムから成ることを特徴とする異形フ
    レキシブルプリント配線板。
  2. (2)表面に凹凸が形成された異形フレキシブルプリン
    ト配線板(異形FPC)において、該異形FPCを構成
    するカバーフィルムが、250℃での熱収縮率1.5%
    以下、0.5kg/mm^2荷重下での熱軟化点が20
    0℃以上350℃以下であり、かつ400℃以下に融点
    を有しない耐熱フィルムから成ることを特徴とする異形
    フレキシブルプリント配線板。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58178905A (ja) * 1982-04-13 1983-10-20 帝人株式会社 芳香族ポリアミドフィルム絶縁電気部材の製造法
JPS61236825A (ja) * 1985-04-15 1986-10-22 Toray Ind Inc 芳香族ポリアミドフイルム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58178905A (ja) * 1982-04-13 1983-10-20 帝人株式会社 芳香族ポリアミドフィルム絶縁電気部材の製造法
JPS61236825A (ja) * 1985-04-15 1986-10-22 Toray Ind Inc 芳香族ポリアミドフイルム

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