説明

フレキシブル基板の製造方法

【課題】従来のフレキシブル両面銅張積層板の製造方法では、銅箔が加熱ロールにより圧着される時間が短すぎるため、銅箔を効果的に再結晶化させ、銅箔の柔軟性を向上させることができないので、マイクロクラックやクラック等の欠陥が発生しやすい。
【解決手段】まず第1表面と第2表面とを有するフレキシブル絶縁基板を提供し、第1期間内に第1表面と第2表面との上にそれぞれ第1金属層と第2金属層とを形成し、第2期間内にそれらの金属層をアニール処理し、かつ第2期間は第1期間より長いフレキシブル基板の製造方法である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フレキシブル基板の製造方法に関し、特に、柔軟性の高いフレキシブル基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
フレキシブルプリント回路基板(Flexible Printed Circuit boards、FPCと略称する)は、様々な電子製品に応用されている。FPCは、重量が軽く、高い柔軟性を有するため、電子製品の体積を縮小させることが可能である。したがって、より軽く、薄く、短く、小さく、かつ多機能を持つという傾向にある電子製品にとっては、フレキシブル回路基板は、なくてはならない役割を果たしている。また、フレキシブル銅張積層板は、主に片面板、両面板、多層板、リジットフレキ板という種類がある。その中、両面板は、導電性金属箔及びポリイミド(PIと略称する)系等の樹脂で構成される絶縁体層、又は導電性金属箔及び片面導体積層板を、それぞれ一対の加熱加圧ロールの間に連続的に導入し、絶縁体層と上下両導電性金属箔とを熱圧着させ、又は片面導体積層板と導電性金属箔とを熱圧着させることにより、フレキシブル両面銅張積層板を製造する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、従来のフレキシブル両面銅張積層板の製造方法では、銅箔が加熱ロールにより圧着される時間が短すぎるため、銅箔を効果的に再結晶化させ、銅箔の柔軟性を向上させることができないので、マイクロクラックやクラック等の欠陥や不良が発生しやすい。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記に鑑み、本発明の1つの目的は、高い柔軟性を有するフレキシブル基板の製造方法を提供することにある。
【0005】
本発明は、まず第1表面と第2表面とを有するフレキシブル絶縁基板を提供し、第1期間内に第1表面と第2表面との上にそれぞれ第1金属層と第2金属層とを形成し、第2期間内に第1金属層と第2金属層とに対してアニール処理を行い、かつ第2期間は、第1期間より長いフレキシブル基板の製造方法を提供する。
本発明の1つの実施例において、上記アニール処理の温度は、第1金属層と第2金属層とを形成する温度より低くてよい。
【0006】
本発明の1つの実施例において、上記アニール処理の温度は、120℃より高くてよく、好ましくは150℃〜300℃の範囲であり、持続時間は、2分より長く60分より短い範囲であることが好ましい。
本発明の1つの実施例において、上記アニール処理は、不活性ガス又は還元ガス、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、水素ガスを導入することを含む。
本発明の1つの実施例において、上記アニール処理は、バッチ式のアニール処理又は連続式のアニール処理であってよい。
【0007】
本発明の1つの実施例において、上記フレキシブル絶縁基板の材料は、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリナフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、又はそれらを組み合わせたものであってよい。
本発明の1つの実施例において、上記金属層の材料は、圧延(RA)銅、電解(ED)銅、スパッタリング銅、又はそれらを組み合わせたものであってよい。
【0008】
本発明の1つの実施例において、上記第1金属層と第2金属層とを形成する方法は、圧着法を含み、上記圧着法は、温度が400度より低い時に、フレキシブル絶縁基板と、第1金属層と、第2金属層とをそれぞれ一対のロールの間に導入し、5秒以内にフレキシブル絶縁基板とそれぞれの第1金属層及び第2金属層とを一体化させる手順を含む。
【0009】
本発明の1つの実施例において、上記第1金属層と第2金属層とを形成する方法は、フレキシブル絶縁基板の第1表面上に第1金属層を形成し、フレキシブル絶縁基板とその上に形成された第1金属層と、第2金属層とをそれぞれ一対のロールの間に導入し、5秒以内にフレキシブル絶縁基板とそれぞれの第1金属層及び第2金属層とを一体化させることを含む。
以下、本発明の上記又は他の目的、特徴及び利点を理解してもらうため、好適な実施例及び図面に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図1は、本発明のフレキシブル基板を示す断面概略図である。
【図2】図2は、本発明のフレキシブル基板の一部の製造工程を示す断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
熱処理により、銅は再結晶及び結晶粒成長現象が起こるため、銅箔の柔軟性が向上される。再結晶及び結晶粒成長には、原子/空孔の移動過程が必要である。一般的に、熱処理は、温度が高いほど、また期間が長いほど、再結晶の進行度が高く、硬度が減少し、伸展性が向上し、柔軟性が高くなる。しかし、従来のフレキシブル両面銅張積層板の連続製造方法では、銅箔が圧着される時間が短すぎるため、クラック等の欠陥や不良が発生しやすい問題があり、両面銅張積層板の高い柔軟性の要求を満たすことができない。
【0012】
したがって、本発明は、再結晶の進行度及び基板の柔軟性を高めることのできるフレキシブル基板100の製造方法を提供する。フレキシブル基板100の製造方法は、以下の手順を含む。まず、第2期間内において、第1金属層110及び第2金属層120に対して熱処理を行う。その中、第1金属層110及び第2金属層120は、圧延銅、電解銅、スパッタリング銅、又はそれらを組み合わせたものである。以下に圧延銅を例として本発明を説明する。第1金属層110及び第2金属層120は、それぞれ1枚の厚さ12μmの圧延銅であってよい。アニール処理(予熱処理)する時、予熱温度は、約150〜400℃であり、アニール処理温度は、金属層形成時の圧着温度より高く又は低くてよい。時間は、約2〜60分である。また、予熱過程において、金属層の酸化を防止するため、不活性ガス又は還元ガス、例えば窒素ガス、アルゴンガス、水素ガス等を導入することができる。上記第1金属層110及び第2金属層120に対するアニール処理(予熱処理)は、バッチ式又は連続式のアニール処理であってよい。その中、バッチ式のアニール処理では、ロール材料のテンションを緩める又は緩めない状況で、ロール材料の全ロールを熱処理の環境に置き、保護雰囲気を含む又は含まないオーブン内で、アニール処理を行うことができる。一方、図2に示すように、連続式のアニール処理では、ロール材料は、設備の一端から、もう一端へ連続的に移動し、その間に熱処理の環境で移動する。上記設備は、保護雰囲気を含む又は含まない多段式のオーブンであってよい。設備の設計は、フレキシブル基板100の機械的性質に対して特に影響がなく、バッチ式及び連続式の製造工程は、必要なスペース、投資コスト、及び均一性の範囲にのみ差異がある。
【0013】
図1は、本発明のフレキシブル基板の製造過程の一つの断面を示す概略図である。図1を参照されたい。次に、第1表面130aと第2表面130bとを有するフレキシブル絶縁基板130を提供する。第1温度範囲内で第1表面130aと第2表面130bとの上に、それぞれ第1金属層110と第2金属層120とを形成する。また、アニール処理の第2期間は、第1期間より長い。これにより、フレキシブル基板100を完成する。
【0014】
具体的に、第1表面130aと第2表面130bとの上に、それぞれ第1金属層110と第2金属層120とを形成する方法は、圧着法であってよい。図2を参照されたい。圧着法は、温度が400度より低い時に、フレキシブル絶縁基板130と上記複数の金属層(12μm圧延銅)とをそれぞれ一対の加圧ロール210の間へ導入する手順を含む。その中、上記加圧ロール210の間の線圧は、20〜500Kg/cmであってよく、5秒以内にフレキシブル絶縁基板130とそれぞれの第1金属層110及び第2金属層120とを一体化させる。上記フレキシブル絶縁基板130は、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリナフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、又はそれらを組み合わせたものである。本実施例において、フレキシブル絶縁基板130としては、厚さ18μmのポリイミド系3層樹脂を使うことができる。
【0015】
上記以外に、本発明のもう1つの実施例において、先にフレキシブル絶縁基板130の第1表面130a上に第1金属層110を形成し、続いてフレキシブル絶縁基板130及び第1表面130a上に形成された第1金属層110と、第2金属層120とをそれぞれ一対のロール210の間に導入することも可能である。この場合も、上記と同じ製造条件で、フレキシブル絶縁基板130とそれぞれの第1金属層110及び第2金属層120とを一体化させる。
【0016】
言及に値することは、本発明におけるアニール処理は、フレキシブル絶縁基板130がそれぞれの第1金属層110及び第2金属層120と一体化された後、アニール処理を行うことも可能である。上記と同じように、アニール処理温度は、約150〜400℃であり、時間は、2〜60分である。また、金属層の酸化を防止するため、不活性ガス又は還元ガス、例えば窒素ガス、アルゴンガス、水素ガス等を導入することも可能である。ここで本発明を制限しない。
【0017】
最後に、上記製造工程により製造されたフレキシブル基板100を、標準回路に製造し、また回路表面にカバーレイを貼り付けた後、業界の公知の柔軟性評価試験(IPC Mode Flex Test)を行う。柔軟性試験の結果によれば、アニール処理(予熱処理)が行われていない両面ポリイミド積層板の曲げ可能回数(Cycles to Failure)は、53000回であった。本発明のアニール処理されたフレキシブル基板100により製造されたフレキシブル銅箔回路基板の曲げ可能回数は、177000回まで増加し、即ち330%増えた。また、銅箔が熱処理される前の機械強度(Tensile strength)、即ち、材料が外力の作用を受ける時にその単位面積の最大許容負荷は、通常の20〜60kgf/mmの範囲から、熱処理された後に5〜30kgf/mmの範囲まで減少し、フレキシブル絶縁基板100の柔軟性が向上された。
【0018】
以上をまとめると、本発明の目的は、第1金属層と、第2金属層と、フレキシブル絶縁基板と、又は第1金属層がその上に形成されたフレキシブル絶縁基板と、第2金属層とが、加熱加圧ロールを連続地に通過する前に、第1金属層及び第2金属層を予熱(Pre−annealing)する手段を加え、又は上記各金属層とフレキシブル絶縁基板とが熱圧着された後に、さらにポストアニール処理(Post−annealing)を行うことにより、金属層の再結晶の進行度を増加させる。これにより、フレキシブル基板全体の硬度及び強度が減少すると共に、伸展性が増加するため、製品の信頼性及び歩留りが増加し、応用可能な製品種類が拡大される。
【0019】
以上のように本発明の好適な実施例を開示したが、本発明は、それらに制限されない。当業者は、本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく様々な変更又は修正を行うことが可能であるため、本発明の保護範囲は、添付されている以下の特許請求の範囲により定義される。
【符号の説明】
【0020】
100 フレキシブル基板
110 第1金属層
120 第2金属層
130 フレキシブル絶縁基板
130a 第1表面
130b 第2表面
210 加圧ロール

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1表面と第2表面とを有するフレキシブル絶縁基板を提供する手順と、
第1期間内に該第1表面と該第2表面との上にそれぞれ第1金属層と第2金属層とを形成する手順と、
第2期間内に該第1金属層と該第2金属層とに対してアニール処理を行う手順と、を含み、
該第2期間は、該第1期間より長いことを特徴とするフレキシブル基板の製造方法。
【請求項2】
該アニール処理の温度は、該第1金属層と該第2金属層とを形成する温度より低いことを特徴とする請求項1に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項3】
該アニール処理の温度範囲は、150℃〜300℃であり、持続時間の範囲は、2分〜60分であることを特徴とする請求項2に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項4】
該アニール処理は、不活性ガス又は還元ガスを導入することを含み、
該不活性ガスは、窒素ガス又はアルゴンガスであり、
該還元ガスは、水素ガス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基板の製造方法。
【請求項5】
該アニール処理は、バッチ式のアニール処理又は連続式のアニール処理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基板の製造方法。
【請求項6】
該フレキシブル絶縁基板の材料は、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリナフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、又は上記を組み合わせたもの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基板の製造方法。
【請求項7】
該金属層の材料は、圧延(RA)銅、電解(ED)銅、スパッタリング銅、又は上記を組み合わせたもの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基板の製造方法。
【請求項8】
該第1金属層と該第2金属層とを形成する手順は、圧着を含み、
該圧着は、温度が400度より低い時に、該フレキシブル絶縁基板と、該第1金属層と、該第2金属層とをそれぞれ一対のロールの間に導入し、5秒以内に該フレキシブル絶縁基板とそれぞれの該第1金属層及び該第2金属層とを一体化させる手順を含むことを特徴とする請求項1に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項9】
該第1金属層と該第2金属層とを形成する手順は、
該フレキシブル絶縁基板の第1表面上に第1金属層を形成する手順と、
該フレキシブル絶縁基板とその上に形成された該第1金属層と、該第2金属層とをそれぞれ一対のロールの間に導入し、5秒以内に該フレキシブル絶縁基板とそれぞれの該第1金属層及び該第2金属層とを一体化させる手順とを含むことを特徴とする請求項1に記載のフレキシブル基板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2013−21281(P2013−21281A)
【公開日】平成25年1月31日(2013.1.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−210723(P2011−210723)
【出願日】平成23年9月27日(2011.9.27)
【出願人】(511227989)佳勝科技股▲ふん▼有限公司 (2)
【Fターム(参考)】