JPH0851272A - フレキシブル印刷配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はフレキシブル印刷配線基板にカバーレ
イフィルムを積層させるのに伴って発生する接着性、半
田耐熱性、回路埋め込み性及び屈曲性の優れたフレキシ
ブル印刷配線板を提供する。 【構成】あらかじめ回路形成されたフレキシブル印刷配
線基板の回路面に低温プラズマ処理またはコロナ放電処
理を施した後、該処理面にカバーレイフィルムを加熱・
圧着することを特徴とするフレキシブル印刷配線板の製
造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフレキシブル印刷配線基
板とカバーレイフィルムの接着性が良好で半田特性の優
れたフレキシブル印刷配線板の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来技術】近年エレクトロニクス製品の軽量化、薄肉
化、高機能化に伴い、プリント回路の需要が多くなり、
中でもフレキシブル印刷配線板はその使用範囲が拡大
し、益々その需要が伸びてきている。最近は、フレキシ
ブル印刷配線基板の高性能化、ファインパターン化及び
回路への部品実装が益々進む中でフレキシブル印刷配線
基板の保護用カバーレイフィルムの使用が多くなり、回
路と保護用カバーレイフィルムとの接着性、半田耐熱
性、屈曲性の向上が要求されている。

【０００３】しかし、従来上記対策として、カバーレイ
フィルム用接着剤の開発が検討されてきた。カバーレイ
フィルム用接着剤としては、ＮＢＲ／フェノール樹脂、
エポキシ・フェノール／ＮＢＲ、ＮＢＲ／エポキシ樹
脂、エポキシ／ポリエステル樹脂、エポキシ／アクリル
樹脂等が挙げられるが、用いる条件によってこれらには
一長一短があり、必ずしも満足するものがなかった。Ｎ
ＢＲ系は熱劣化が大きく、エポキシ系は剥離強度が低
く、ポリエステル系、アクリル系においても耐熱性が低
く接着剤を自由に選択することはできなかった。したが
って、カバーレイフィルムの接着性を高くすると半田耐
熱性、屈曲性において満足するものは得られない等の問
題が生じていた。

【０００４】また、従来からカバーレイフィルムやフレ
キシブル印刷配線基板のベースフィルムに化学的処理、
物理的処理、例えば低温プラズマ処理、サンドブラスト
法、アルカリ処理等が施されていたが、直接ベースフィ
ルム面に活性化処理を施し、ベースフィルムの処理面に
接着剤をそれぞれ塗布するので、ベースフィルムと金属
層との接着性は良好であったが、回路とカバーレイフィ
ルムとの接着性が悪く、またフレキシブル印刷回路板と
して用いる際、回路埋め込み性、耐熱性が悪くなり不都
合を生じた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題を解
決し、カバーレイフィルム用接着剤の限定をせずにフレ
キシブル印刷配線基板の回路と保護用カバーレイフィル
ムとの密着性を改良し、併せて半田耐熱性、回路埋め込
み性の優れたフレキシブル印刷配線板を提供しようとす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決するために鋭意研究を行った結果、本発明に到達し
たもので、その要旨とするところは、回路形成されたフ
レキシブル印刷配線基板とカバーレイフィルムを加熱・
圧着してなるフレキシブル印刷配線板において、予め回
路形成されたフレキシブル印刷配線基板の回路面に低温
プラズマ処理又はコロナ放電処理を施した後、該処理面
にカバーレイフィルムを加熱圧着することを特徴とする
フレキシブル印刷配線板の製造方法である。

【０００７】以下本発明を詳細に説明する。本発明によ
り、予め回路形成されたフレキシブル印刷配線基板の回
路面に低温プラズマ処理又はコロナ放電処理を施すこと
により、回路面すなわち導体部へカバーレイフィルムの
接着剤層がよく密着し、剥離強度を向上させることを目
的とするものである。また、回路への接着剤の埋め込み
性、密着性が改良されることにより、回路の保護特性が
向上し、半田耐熱性、耐熱劣化性、屈曲性が改良され
る。本発明は、予めフレキシブル印刷配線基板の回路面
を低温プラズマ処理又はコロナ放電処理することによ
り、回路面の導体部及び導体部を除去した接着剤面が該
処理により表面改質及び表面清浄化され、カバーレイフ
ィルムの接着剤との濡れ性、親和性が向上し、回路面へ
のカバーレイフィルムの接着剤が均一に強く密着し、諸
特性向上に関係している。

【０００８】本発明で使用する回路作成フレキシブル印
刷配線基板は、耐熱性絶縁プラスチックフィルムに金属
層を積層したものでよく、耐熱性絶縁プラスチックフィ
ルムと金属箔を耐熱性接着剤を介して積層したもの、ま
た接着剤層がなく、金属箔に直接耐熱性樹脂をコーティ
ングしたものでもよい。耐熱性絶縁プラスチックフィル
ムと金属箔を耐熱性接着剤で積層する方法では次の様な
方法で行う。上記基板の耐熱性絶縁プラスチックフィル
ムには、材質としてポリエステル、ポリイミド、ポリパ
ラバン酸、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン
等のフィルムが例示されるが、特にポリイミドフィルム
が好ましい。耐熱性絶縁プラスチックフィルムの厚さは
通常１２．５〜１２５μｍの範囲であるが、必要に応じ
て適宜の厚さのものを使用することができる。また、フ
レキシブル印刷配線基板において耐熱性絶縁プラスチッ
クフィルムの金属層との接着面に低温プラズマ処理、コ
ロナ放電処理等を施してもよい。

【０００９】本発明に用いる金属箔としては、銅箔（電
解銅箔、圧延銅箔）、アルミニウム箔又はステンレス箔
等従来より使用されているものの中から任意に選ぶこと
ができる。一般には銅箔を用いることがよく、厚さは通
常８〜７０μｍのものが好ましい。回路面を活性化処理
するので特に１８〜７０μｍのものが好ましい。

【００１０】なお、前述の耐熱性絶縁プラスチックフィ
ルムと金属箔と接着剤層を介して積層する際に用いる耐
熱性接着剤としてはナイロン／エポキシ系、ＮＢＲ／フ
ェノール系、カルボキシル基含有ＮＢＲ／エポキシ系、
ポリエステル／エポキシ系、アクリル樹脂系、変性ポリ
イミド樹脂系等が挙げられる。溶剤としてはメチルエチ
ルケトン、トルエン、メタノール等のアルコールなどの
有機溶剤を用いる。接着剤の塗布厚さは乾燥状態で、５
〜３０μｍになるように塗布するとよい。

【００１１】その構成は、耐熱性絶縁性プラスチックフ
ィルムの片面に又は両面に所望の濃度に溶剤で溶かした
耐熱性接着剤をロールコーターなどにより塗布し、接着
剤をインラインドライヤーで５０〜１５０℃の温度のも
とで２〜２０分間乾燥して溶剤を蒸発させ半硬化状態に
する。金属箔を耐熱性絶縁プラスチックフィルムの片面
または両面に熱ロールにより熱圧着させて連続的に積層
する。圧着条件としては温度８０〜２００℃、線圧１〜
５０Ｋｇ／ｃｍ、速度０．５〜１０ｍ／ｍｉｎの範囲が
よい。アフターキュアは８０〜２００℃で０．５〜１０
時間の範囲で二段階で行うのが好ましい。

【００１２】また接着剤層のないフレキシブル印刷配線
基板は金属箔上にポリイミド系樹脂（ポリアミック酸）
などの耐熱性樹脂をコーティングしてフィルム化し直接
樹脂を金属箔上に積層する方法、又は前述の絶縁フィル
ムにメッキ法・蒸着法等により、直接金属層（銅等）を
形成する方法である絶縁フィルム−金属層の二層構造の
フレキシブル印刷回路用基板も含まれる。金属層に耐熱
性樹脂をコーティングする場合は耐熱性樹脂を乾燥状態
で１０〜１００μｍの厚さになるようにコーティングす
るとよい。また、メッキ法、蒸着法における金属層の厚
さは３〜３５μｍになるように耐熱性絶縁プラスチック
フィルムに積層させる。

【００１３】上記フレキシブル印刷回路用基板を使用し
ての回路形成は、公知方法に従って行うことができる。
具体的には、フレキシブル印刷回路用基板製造後、以下
の１）〜５）の工程を経る。 １）基板表面（特に金属箔面）の整面洗浄・研磨工程を
施す。 ２）回路印刷工程はスクリーン印刷法、フォトレジスト
法等により金属面に回路を書き込む。 ３）書き込んだ回路をエッチング加工により回路を形成
させる。 ４）回路面にカバーレイフィルムを積層させる。 ５）回路の外型加工、検査を施す。 本発明では、上記３）の工程終了後、４）のカバーレイ
フィルム積層前に、回路形成されたフレキシブル印刷配
線基板の回路面に低温プラズマ処理又はコロナ放電処理
を実施することを特徴とするものである。エッチング工
程を経てフレキシブル印刷配線用基板に回路が形成され
た回路表面は回路部（導体部）と接着剤露出部（導体除
去部）の両者を有するものである。そして回路形成後
に、連続的にフレキシブル印刷配線基板の回路面（導体
部および導体除去部）を上にして回路面を抵温プラズマ
処理またはコロナ放電処理を施す。回路面すなわち導体
部及び導体除去部は低温プラズマ処理又はコロナ放電処
理により導体表面は表面に付着する汚れ等が清浄化さ
れ、カバーレフィルムの接着剤が均一に付着しやすくな
り接着剤及び回路の埋め込み性が向上し、接着剤露出部
は活性化処理により表面が微小な凹凸を有し、部分的に
ＯＨ基が発生して表面が親水性になりカバーレイフィル
ムの接着剤との接着性が向上すると考えられる。接着剤
露出部の親水性をさらに向上させるには低温プラズマ処
理が有効である。

【００１４】低温プラズマ処理方法としては、減圧可能
な低温プラズマ処置装置内に前記回路形成されたフレキ
シブル印刷配線板を入れ、装置内を無機ガスの雰囲気下
として、圧力を０．００１〜１０トル、好ましくは０．
０１〜１トルに保持した状態で電極間に０．１〜１０ｋ
Ｖ前後の直流あるいは交流を印加してグロー放電させる
ことにより、無機ガスの低温プラズマを発生させ、フレ
キシブル印刷配線基板を順次移動させながら回路面を有
する片面または両面を連続的にプラズマ処理する。プラ
ズマ処理時間は概０．１〜１００秒とするのがよい。低
温プラズマ処理に用いるガスは無機ガスであり、無機ガ
スとしてはヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガス
及び酸素、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、アンモニ
ア、空気等が使用されるが、これらは１種に限らず２種
以上混合して使用することも行われる。

【００１５】コロナ放電処理方法は、回路形成されたフ
レキシブル印刷配線基板を支えるローラーと、これに対
向して配置した電極との間に高電圧を加え、コロナ放電
を起こし、その間を配線板を移動させながら順次表面を
処理していく方法が好ましい。具体的には、高周波発振
機本体、高圧トランス、放電電極から成り立っており、
その前後に基材の送り出し、巻き取り装置を組み込んだ
ものである。高周波発振装置としては周波数１〜１５０
ｋＨｚ、好ましくは３０〜１３０ｋＨｚ、最大出力０．
５〜４０ｋＷ、好ましくは１〜１０ｋＷがよい。設置電
極は金属面も処理するのでセラミック被覆の固定型、ロ
ール型電極または耐熱型シリコーンゴム被覆のロール型
電極が好ましい。処理スピードは１〜１００ｍ／ｍｉ
ｎ、好ましくは５〜５０ｍ／ｍｉｎである。

【００１６】次に本発明で使用するカバーレイフィルム
は耐熱性絶縁プラスチックフィルムの片面に半硬化状態
の耐熱性接着剤層を有し、接着剤面に離型紙または離型
フィルムを積層したものである。カバーレイフィルムに
用いる耐熱性絶縁プラスチックフィルムはフレキシブル
印刷配線基板に用いる耐熱性絶縁プラスチックフィルム
と同様のものを用いることができる。その中ではポリイ
ミドフィルムが好ましい。また、耐熱性接着剤として
は、ポリエステル／エポキシ系、エポキシ・フェノール
／ポリエステル系、ナイロン／エポキシ系、カルボキシ
ル基含有ＮＢＲ／エポキシ系、エポキシ・フェノール／
カルボキシル基含有ＮＢＲ系、エポキシ／アクリル系、
アクリル系、等各種合成接着剤が挙げられ、これら１種
または２種以上混合して使用される。溶剤はメチルエチ
ルケトン、トルエン、メタノール等の有機溶剤を用いる
とよい。離型紙及び離型フィルムはポリエチレンコート
紙、ＴＰＸコート紙、ＴＰＸフィルム、ポリエチレンフ
ィルム、ポリプロピレンフィルム、離型剤（シリコーン
系離型剤等）つきポリエステルフィルム、ポリエチレン
フィルム、ポリプロピレンフィルムなどで３０〜１５０
μｍの厚さを有する離型紙及び離型フィルムが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。

【００１７】カバーレイフィルムの製造方法としては、
所望の濃度に溶剤で溶かした前記耐熱性接着剤をコータ
により、耐熱性絶縁プラスチックフィルムに乾燥状態で
１０〜５０μｍになるように塗布し、５０〜１５０℃で
乾燥して溶剤を蒸発させ、接着剤を半硬化状態としてこ
の接着剤つき耐熱性絶縁フィルムの接着剤面に離型紙ま
たは離型フィルムを重ね合わせロールラミネータによ
り、６０〜１２０℃、５〜２０Ｋｇ／ｃｍの条件下で加
熱圧着することにより製造する。

【００１８】このように製造されたカバーレイフィルム
は金型またはＮＣドリル等により、所望の穴あけ加工を
施し、離型紙または離型フィルムを除去したカバーレイ
フィルムを先のフレキシブル印刷配線基板の活性化回路
面に重ね合わせプレス機により、１２０〜１８０℃、１
０〜１００Ｋｇ／ｃｍ^２で加熱圧着することによりフレ
キシブル印刷配線板を作成することができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明により、フレキシブル印刷配線基
板の回路とカバーレイフィルムとの密着性が増し、半田
耐熱性、回路埋め込み性及び屈曲性に優れたフレキシブ
ル印刷配線板を供給することが可能になった。

【００２０】

【実施例】以下本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。 （実施例１）以下の方法に従いサンプルを作成してその
物性値を測定した。その結果を表１に示した。１．フレキシブル印刷配線回路用基板の製造 ポリイミドフィルム厚さ２５μｍ、幅５０８ｍｍ（商品
名東レデュポン製カプトン１００Ｈ）にエポキシ−ポリ
エステル系接着剤を乾燥後の厚さ１８μｍになるように
ロールコータにて塗布し、インラインドライヤーを通し
１２０℃のもとでメチルエチルケトン溶剤を除去し接着
剤を半硬化状態にした後、３５μｍの圧延銅箔（商品名
ジャパンエナジー製ＢＨＮ）と加熱ロール温度１２０
℃、線圧２０Ｋｇ／ｃｍで加熱圧着し、ロール状に巻き
取った。これをキュアオーブン中で８０℃×５時間、１
５０℃×５時間加熱硬化させ、フレキシブル印刷回路用
基板を製造した。

【００２１】２．カバーレイフィルムの製造 ポリイミドフィルム厚さ２５μｍ、幅５０８ｍｍ（商品
名前出カプトン１００Ｈ）にエポキシ−ＮＢＲ系接着剤
を乾燥後の厚さが３５μｍになるようにロールコータに
て塗布し、８０℃×２分、１２０℃×５分間加熱乾燥
後、接着剤を半硬化状態とし、離型紙を温度５０℃、線
圧５Ｋｇ／ｃｍでロールラミネータにより加熱圧着して
カバーレイフィルムを得た。なお、前記フレキシブル印
刷回路用基板及びカバーレイフィルムの製造において使
用したポリイミドフィルムは接着剤塗布面を前もって以
下の条件で連続低温プラズマ処理を実施したものを使用
した。処理条件は真空度０．１トルにて、酸素１．０Ｌ
／ｍｉｎで供給し、印加電圧２ｋＶ、１１０ｋＨｚで入
力３０ｋＷとし、電極の外側４０ｍｍの距離でフィルム
を電極の外側に沿って、３０ｍ／ｍｉｎの速度で移動さ
せ処理を行った。

【００２２】３．フレキシブル印刷配線基板の製造 以下の方法でテスト用回路を作成した。 １）前記基板に以下の評価用回路（Ａ）〜（Ｃ）をスク
リーンで印刷し、エッチング、水洗、、乾燥し作成し
た。評価用回路（Ａ） 形状Ｗ＝２４０ｍｍ×Ｌ＝３００ｍｍのフレキシブル印
刷回路用基板サンプルに、図１に示す線幅０．２ｍｍ、
線間０．３ｍｍの平行パターンの銅回路を形成する。評価用回路（Ｂ） 形状Ｗ＝２４０ｍｍ×Ｌ＝３００ｍｍのフレキシブル印
刷回路用基板サンプルに、図２に示す１０ｍｍφの銅回
路を形成する。評価用回路（Ｃ） 形状Ｗ＝２００ｍｍ×Ｌ＝２００ｍｍのフレキシブル印
刷回路用基板サンプルに、図３に示す銅回路幅０．２ｍ
ｍ、線間０．３ｍｍ、回路数８本、回路長さ１００ｍｍ
とする回路を形成する。

【００２３】４．回路面の活性化処理 評価用回路（Ａ）〜（Ｃ）をフレキシブル印刷回路用基
板に作成し、低温プラズマ処理を行った。 ・低温プラズマ処理条件 真空度０．１トルにて、酸素を１．０Ｌ／ｍｉｎで供給
し、印加電圧２ｋＶ、周波数１１０ｋＨｚで入力３０ｋ
Ｗとし、装置は電極数４本を円筒状に配置し、電極の外
側４０ｍｍの距離で前記評価用回路Ａ〜Ｃを電極の外側
に沿って処理スピード１０ｍ／ｍｉｎで移動させ、回路
面に低温プラズマ処理を行った。

【００２４】５．カバーレイフィルムの積層（フレキシ
ブル印刷配線板の製造） 次に低温プラズマ処理を行った回路面に以下の条件で前
記カバーレイフィルムを積層した。評価回路（Ａ′） 低温プラズマ処理した評価用回路（Ａ）に２４０×２８
０ｍｍにカットしたカバーレイフィルムをプレス法によ
り、温度１６０℃、圧力３０Ｋｇ／ｃｍ、時間６０分間
加熱圧着する。評価回路（Ｂ′） 低温プラズマ処理した評価用回路（Ｂ）に５ｍｍφの穴
を開けたカバーレイフィルムを１０ｍｍφの銅回路の中
心に５ｍｍφの穴がくるように位置を合わせ、評価回路
（Ａ′）と同じ条件で加熱圧着する。評価回路（Ｃ′） 低温プラズマ処理した評価用回路（Ｃ）にカバーレイフ
ィルムを端子部を外して評価回路（Ａ′）と同じ条件で
プレス成形をする。

【００２５】６．物性値の測定 ５．で作成した評価用サンプルＡ′、Ｂ′、Ｃ′におい
て以下の物性を測定した。 （１）カバーレイフィルム回路埋め込み性 評価回路（Ａ′）を３０倍の拡大鏡で銅回路のカバーレ
イフィルムの接着剤の回路中における埋め込み性を見
る。この測定を繰り返し２０枚検査を行い、埋め込み不
良の個数をカウントする。 （２）半田耐熱性（常態、吸湿半田） 評価回路（Ａ′）を２５×２５ｍｍにカットし、半田浴
に３０秒間サンプルをフローした後、フクレ等が発生し
ない温度を測定する。吸湿半田はサンプルを４０℃×９
０％ＲＨ×１ｈｒの条件下で吸湿させた後、半田浴に３
０秒間サンプルをフローし、外観、フクレ等を目視す
る。 （３）剥離強度 評価回路（Ａ′）をパターンに平行に幅１０ｍｍにカッ
トし、サンプルを９０°方向に２０ｍｍ／ｍｉｎの速度
でカバーレイフィルムを回路から剥す。加熱劣化後の剥
離強度は評価回路（Ａ′）を１５０℃×１０日間熱処理
した後に同様に剥離強度を測定する。 （４）半田もぐり性 評価回路（Ｂ′）の５ｍｍφの穴の銅箔露出部分に半田
ペーストを塗布して、処方の温度で半田フローさせた
後、カバーレイフィルムへの半田もぐりを目視により測
定する。 ○：半田もぐりなし ×：半田もぐりあり （５）ＭＩＴ耐熱性 評価回路（Ｃ′）の回路を１０ｍｍ幅でカットしＪＩＳ
Ｐ８１１５に準拠して測定する。 先端屈曲径０．３８ｍｍＲ，荷重５００ｇ

【００２６】

【実施例２〜３】実施例１における処理スピードを表１
に示す条件に代えた以外は実施例１と同じ条件で低温プ
ラズマ処理を行いフレキシブル印刷配線板を作成した。
その結果を表１に示した。

【００２７】

【比較例１】実施例１における回路で低温プラズマ処理
を実施しない外は実施例と同様の方法でフレキシブル印
刷配線板を作成した。

【００２８】

【実施例４〜８】実施例１における低温プラズマ処理の
代わりに以下に示す条件において、コロナ放電処理した
以下外は実施例１と同様にフレキシブル印刷配線板を作
成した。 ・コロナ放電処理条件 春日電気（株）製発振周波数最大出力の異なるＨＦＳ−
２０１型（３０ｋＨｚ、２ｋＷ）及びＨＦ−４０３型
（１１０ｋＨｚ、４ｋＷ）の二重の高周波電源装置を用
い、放電電極として１００ｍｍφ、長さ６０ｍｍのシリ
コーンゴムスリーブタイプのローラー電極を用いた。前
記評価用回路Ａ〜Ｃを表２に示す条件でコロナ放電処理
を行った。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例１の配線基板における評価用回路
（Ａ）の平面図である。

【図２】本発明実施例１の配線基板における評価用回路
（Ｂ）の平面図である。

【図３】本発明実施例１の配線基板における評価用回路
（Ｃ）の平面図である。

【符号の説明】 Ｗ：配線基板の縦軸 Ｌ：配線基板の横軸 ｗ１：評価用回路（Ｂ）の縦軸における基板端から回路
までの距離 ｗ２：評価用回路（Ｂ）の縦軸の回路間距離 １１：評価用回路（Ｂ）の横軸の回路間距離 １２：評価用回路（Ｃ）の屈曲部の回路の長さ １３：評価用回路（Ｃ）の回路の端子部の長さ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回路形成されたフレキシブル印刷配線基板
   とカバーレイフィルムを加熱・圧着してなるフレキシブ
   ル印刷配線板において、予め回路形成されたフレキシブ
   ル印刷配線基板の回路面に低温プラズマ処理又はコロナ
   放電処理を施した後、該処理面にカバーレイフィルムを
   加熱・圧着することを特徴とするフレキシブル印刷配線
   板の製造方法。