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フレキシブル配線板用基板およびこれを用いたフレキシブル配線板
説明

フレキシブル配線板用基板およびこれを用いたフレキシブル配線板

【課題】 耐屈折性の良好な配線用銅層からなるフレキシブル配線板とそのフレキシブル配線板用基板の提供。
【解決手段】 配線用銅層を形成した2層フレキシブル配線基板において、電気配線パターン部を形成する銅層の配線用銅めっき層中に適正量の硫黄と亜鉛を含有させる。前記銅層はめっき法により形成されためっき基板である。このフレキシブル配線板用基板を用いてフレキシブル配線板を作製する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐屈折性の向上を図った配線用銅層からなるフレキシブル配線板とそのフレキシブル配線板用基板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
フレキシブル配線板は、一般にハードディスクの読み書きヘッドやプリンターヘッドなどの屈曲性を必要とする電子機器やデジタルカメラ内の屈折配線板用などとして広く用いられている。
ここで、フレキシブル配線板を製造するために用いられるフレキシブル配線板用基板には、大きく分けて、電解銅箔や圧延銅箔を接着剤でポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム、PETフィルムなどの絶縁性フィルムに接着した3層基板(銅層/接着剤層/ベースフィルム層(絶縁層))と、ポリイミドフィルムにめっき等で直接銅層を形成した配線基板(通称めっき基板)や銅箔に直接ポリイミドワニスを塗って絶縁層を形成した配線基板(通称キャスト基板)等の2層フレキシブル配線基板(銅層/ベースフィルム層(絶縁層))、さらにポリイミドフィルムの両面に前記と同様な方法により銅層を設けた両面基板とがある。
【0003】
また、フレキシブル配線板は、上記屈曲性を必要とする電子機器等の屈折配線等に利用されていることから、近年、該フレキシブル配線板の配線に対する耐屈折性の向上が望まれている。
ここで、フレキシブル配線板の電気回路配線に用いられる銅箔の耐屈折性の評価としては、JIS−P−8115やASTM−D2176で規格されたMIT耐折度試験(folding endurance test)が商業上広く採用されている。この試験では、試験片回路を形成する銅パターンの断線までの屈折回数で、その配線基板の耐屈折性が評価され、屈折回数が大きいほど耐折性が良いとされている。
【0004】
かかる電気回路配線等に用いられる銅箔の耐折性の向上を図るものとしては、例えば特許文献1にあるように、カーボン量が18ppm以下の銅箔を用いて該銅箔表面を100℃以上で加熱処理することにより耐屈曲性や常温及び高温時の伸びの向上を図ったり、また、特許文献2にあるように、伸び率が20〜40%の電解銅箔を用いて圧下率40〜80%の圧延加工を行うことにより耐折性の向上を図る技術が提案されている。
【特許文献1】特開平8−283886号公報
【特許文献2】特開平6−269807号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記特許文献1、特許文献2に記載の技術は、いずれも銅箔に対してしか適用することができず、こうした銅箔を用いたフレキシブル配線板用基板としては、前記3層基板や、キャスト基板にならざるを得なかった。
従って、ポリイミドフィルム上に直接めっきで銅層が設けられるめっき基板では、銅層単独に対し熱処理や圧延加工をすることができず、上記従来技術はいずれも採用することができなかった。
以上のような経緯から、フレキシブル配線板用基板のうち特にめっき基板においては、耐折性の良い銅層を有するものの提案は未だなされていないのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、フレキシブル配線板用基板の銅層として、所定量の硫黄と亜鉛を含むものを用いれば、耐屈折性の良いフレキシブル配線基板を得ることができることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明に係るフレキシブル配線板用基板は、該基板を構成する銅層が、該銅層中に0.01wt%〜0.08wt%の硫黄と0.3wt%〜1.2wt%の亜鉛とが含有されているものであることを特徴とし、また、前記銅層がめっき法により形成されためっき基板であることを特徴とするものである。
また、本発明に係るフレキシブル配線板は、その配線を構成する銅中に0.01wt%〜0.08wt%の硫黄と0.3wt%〜1.2wt%の亜鉛とが含有されていることを特徴とし、さらに前記フレキシブル配線板用基板を用いて作製されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0007】
以上述べたように、本発明に係るフレキシブル配線板用基板によれば、耐屈折性の良いフレキシブル配線板を得ることが可能となる。
また、本発明のフレキシブル配線板は、これを構成する銅層の耐屈折性が良好であり、携帯電話等の屈曲部用に最適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明に係るフレキシブル配線板用基板は、少なくとも銅層と絶縁性フィルムとから構成されるフレキシブル配線板用基板において、電気配線パターン部を形成する銅層中に硫黄と亜鉛を含有させることによって耐屈折性の良い2層めっき基板を得たものである。
具体的には、該基板を構成する銅被膜が、その皮膜中の硫黄元素の濃度が0.01wt%〜0.08wt%、亜鉛元素の濃度が0.3wt%〜1.2wt%となるようにされたものである。
こうしたものには、銅層がめっき法により形成された本発明のめっき基板以外に、適宜各元素の添加量を調整しつつ、銅被膜を電気めっき法で製造し、得られた銅被膜をそのまま電解銅箔とし、あるいは圧延処理して圧延銅箔として用い、常法に従い製造される3層基板やキャスト基板も含まれる。
また、めっき基板を製造する際には、銅層を設けるためのめっき工程で、銅めっき液中に硫黄系添加剤と亜鉛イオンを添加し、めっきを施せば良い。この際、めっき皮膜中の硫黄元素の濃度が0.01wt%〜0.08wt%、亜鉛元素の濃度が0.3wt%〜1.2wt%となるように適宜各元素の添加量を調整する。
ここで、めっき液中に硫黄系添加剤を添加するのは、めっきされた銅めっき皮膜の結晶を細かくすると共に、めっき表面を滑らかにする効果があるからである。また、めっき液中に亜鉛イオンを添加するのは、めっき皮膜の靱性改善に有効だからである。
更に、めっき液中に硫黄系添加剤と亜鉛イオンの両方を添加するのは、単独添加でめっきしても基板の大きな耐折性向上の効果は得られないが、両者添加することで耐折性のよい銅めっき皮膜が得られるからである。
本発明において、硫黄元素の濃度を0.01wt%〜0.08wt%としたのは、硫黄元素の濃度が0.01wt%未満では、得られる銅めっき皮膜中の結晶が柱状の結晶になり破断が起きやすくなるため好ましくなく、他方、0.08wt%を超えると、硫黄が結晶粒界に多くなり脆性破壊しやすい結晶粒界となるため好ましくないからである。
また、亜鉛元素の濃度を0.3wt%〜1.2wt%としたのは、亜鉛元素の濃度が0.3wt%未満では、得られる銅めっき皮膜中の結晶が靱性の小さい結晶となるため好ましくなく、他方、1.2wt%を超えると、銅めっき皮膜の電気伝導度が低下して抵抗の高いめっき皮膜となり、これを用いてプリント配線板を得ても、使用に耐えるプリント配線板が得られず、好ましくないからである。
【0009】
本発明に係る硫黄系添加剤としては、硫黄を含む親水性の有機化合物を用いることができる。より具体的には、チオ尿素やサッカリンなどは安価であるため有用である。また、硫黄系添加剤を含んだ市販の添加剤であっても良い。
また、本発明に係る亜鉛イオンは、硫酸亜鉛、塩化亜鉛などの水溶性亜鉛化合物があるが、塩化亜鉛では塩素を含むため硫酸浴系の銅めっき液では銅の析出状態にめっき液中の塩素量が影響するため注意を要する。
めっき浴としては、皮膜中の亜鉛濃度が操作し易いピロリン酸浴が良いが、皮膜中の硫黄と亜鉛の含有量を操作できるめっき浴であれば特に限定しない。
【0010】
本発明のフレキシブル配線板は、その配線を構成する銅中に0.01wt%〜0.08wt%の硫黄と0.3wt%〜1.2wt%の亜鉛とが含有されていることを特徴とするものである。こうしたフレキシブル配線板は、前記した本発明のフレキシブル配線板用基板を用いて常法により簡単に作製することができる。
例えば、本発明のフレキシブル配線板用基板の銅層表面にレジスト層を設け、所望の配線パターンを有するマスクを用いて露光し、現像してエッチングマスクを作製し、露出している銅層をエッチング除去し、次いでエッチングマスクを除去して配線層を作製して得ることができる。
また、例えば、ポリイミドフィルム等の絶縁性フィルム表面に下地層として極薄の導電層を設けた基材を用い、下地層表面にレジスト層を設け、所望の配線パターンを有するマスクを用いて露光し、現像してめっき用マスクを作製し、露出している下地層表面に、その銅中に0.01wt%〜0.08wt%の硫黄と0.3wt%〜1.2wt%の亜鉛とが含有されるようにめっき法により所望量の銅を析出させ、その後、めっき用マスクを除去し、次いで下地層をフラッシュエッチングして除去して得ることができる。
[実施例]
【0011】
次に、実施例を用いて本発明を説明する。本実施例1、2では、25μm厚のポリイミドフィルムの表面に銅を厚さ0.2μmとなるようにスパッタして得た銅−ポリイミド基板を用い、ピロリン酸浴を用いて厚さ10μmの銅めっきして得ためっき基板の耐屈折性をMIT耐折度試験で調べた。MIT耐折度試験条件は、R=0.38mm、荷重500g、屈折回転数175r.p.m でJIS−P−8115に準じて行なった。めっき浴組成およびめっき条件は、表1で示す通りに行なった。硫黄系添加剤はチオ尿素を用い、亜鉛は硫酸亜鉛を用いてそれぞれの添加量を変えてめっきを行いMIT耐折度試験した。
【実施例1】
【0012】
図1に、銅めっき皮膜中の亜鉛濃度0.3wt%に固定して、液中の硫黄添加剤濃度を変えてめっきした銅めっき皮膜中の硫黄含有率と銅めっき皮膜の耐屈折回数を示す。
この結果から、硫黄が0.01wt%〜0.08wt%の範囲で200回程度から400回程度と、硫黄を添加しない場合の耐屈折回数105回に対して2〜4倍の高い耐屈折性を示した。
【実施例2】
【0013】
図2に、銅めっき皮膜中の硫黄濃度0.03wt%に固定して、液中の亜鉛添加剤濃度を変えてめっきした銅めっき皮膜中の亜鉛含有率と銅めっき皮膜の耐屈折回数を示す。
この結果から、亜鉛が0.3wt%〜1.2wt%の範囲で240回程度から470回程度と、亜鉛を添加しない場合の耐屈折回数121回に対して2〜4倍の高い耐屈折性を示した。
【実施例3】
【0014】
前記実施例で得られた銅めっき被膜中の亜鉛濃度0.3wt%、硫黄濃度が0.03%のめっき基板の銅層表面に厚さ15μmのフォトレジスト層(日立化成株式会社製 商品名:RY3215)をラミネート法により形成し、次いで、フォトレジスト層にフォトマスクを介して紫外線を照射し、現像し、所望の回路パターンを有するエッチングマスクを得た。続いて、このエッチングマスクの露出した銅めっき被膜部分を塩化第二鉄溶液でエッチング除去し、その後エッチングマスクを除去し、配線部を得た。
得られたプリント配線板の電気特性を調べたところ、従来品と同様に良好であった。また、密着性も良く、耐屈性の良いプリント配線板であることがわかった。
【実施例4】
【0015】
厚さ25μmのポリイミドフィルムの表面に下地層として銅を厚さ0.2μmとなるようにスパッタした銅−ポリイミド基板の下地層表面に厚さ15μmのフォトレジスト層(日立化成株式会社製 商品名:RY3215)をラミネート法により形成し、次いで、フォトレジスト層にフォトマスクを介して紫外線を照射し、現像し、所望の回路パターンを有するめっきマスクを得た。続いて、このマスク開口部に露出する下地層表面を陰極とし前記した方法により、その被膜中の亜鉛濃度0.3wt%、硫黄濃度が0.03%の厚さ10μmの銅めっきを施した。しかる後、めっきマスクを除去し、露出した下地層を、市販の硫酸/過酸化水素系のソフトエッチング液(菱江化学株式会社製 商品名:CPE800)を用いて除去してプリント配線板を得た。
得られたプリント配線板の電気特性を調べたところ、従来品と同様に良好であった。また、密着性も良く、耐屈性の良いプリント配線板であることがわかった。
【0016】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0017】
本発明に係るフレキシブル配線板用基板は、少なくとも銅層と絶縁性フィルムとから構成されるフレキシブル配線板用基板において、電気配線パターン部を形成する銅層中に硫黄と亜鉛を含有させることによって耐屈折性の良い2層めっき基板を得たものであり、このフレキシブル配線板用基板を用いた本発明のフレキシブル配線板は、これを構成する銅層の耐屈折性が良好であり、携帯電話等の屈曲部用に最適である。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施例1における銅めっき皮膜中の硫黄含有率と銅めっき皮膜の耐屈折回数の関係を示す図である。
【図2】本発明の実施例2における銅めっき皮膜中の亜鉛含有率と銅めっき皮膜の耐屈折回数の関係を示す図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも銅層と絶縁性フィルムとから構成されるフレキシブル配線板用基板において、該基板を構成する銅層が、該銅層中に0.01wt%〜0.08wt%の硫黄と0.3wt%〜1.2wt%の亜鉛とが含有されているものであることを特徴とするフレキシブル配線板用基板。
【請求項2】
銅層がめっき法により形成されためっき基板であることを特徴とする請求項1記載のフレキシブル配線板用基板。
【請求項3】
少なくとも銅層と絶縁性フィルムとから構成されるフレキシブル配線板において、その配線を構成する銅中に0.01wt%〜0.08wt%の硫黄と0.3wt%〜1.2wt%の亜鉛とが含有されていることを特徴とするフレキシブル配線板。
【請求項4】
請求項1又は2記載のフレキシブル配線板用基板を用いて作製されたことを特徴とするフレキシブル配線板。


【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2007−220730(P2007−220730A)
【公開日】平成19年8月30日(2007.8.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−36744(P2006−36744)
【出願日】平成18年2月14日(2006.2.14)
【出願人】(000183303)住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Fターム(参考)】