(57)【要約】【課題】樹脂フィルムに対する接着層の高い密着性と、高温での高い摺動特性とを両立できるフレキシブルプリント配線基板を提供すること。【解決手段】第１の樹脂フィルム１と、これに対向する第２の樹脂フィルム２と、第１及び第２の樹脂フィルム１，２の間に設けられる接着層３と、接着層３に埋め込まれる金属回路層４とを備え、接着層３が、８０〜９９℃のガラス転移温度を有し且つ１．０ＧＰａ以上の損失弾性率を有するフレキシブルプリント配線基板。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の樹脂フィルムと、
これに対向する第２の樹脂フィルムと、
前記第１及び第２の樹脂フィルムの間に設けられる接着層と、
前記接着層に埋め込まれる金属回路層とを備え、
前記接着層が、８０〜９９℃のガラス転移温度を有し且つ１．０ＧＰａ以上の損失弾性率を有することを特徴とするフレキシブルプリント配線基板。
【請求項２】
前記第１及び第２の樹脂フィルムに対する前記接着層の２３℃における密着強度が７．０Ｎ／ｃｍ以上である、請求項１に記載のフレキシブルプリント配線基板。
【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基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ：Flexible  Printed  Circuit）は、屈曲性に優れ、その優れた屈曲性能を生かして、ハードディスクドライブのヘッド部分における回路基板や携帯電話に内蔵される回路基板としてよく用いられている。
【０００３】
このようなフレキシブルプリント配線板（以下、本明細書において「ＦＰＣ」と略称する）としては、例えば下記特許文献１に記載されたものが知られている。下記特許文献１では、ＦＰＣに高い屈曲特性を付与するために、第１及び第２の樹脂フィルムを接着する接着層のガラス転移温度を１００〜２００℃とすることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許２７０１９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載のＦＰＣは、以下に示す課題を有していた。
【０００６】
即ち、特許文献１のＦＰＣにおいては、接着層のＴｇが高いため、第１及び第２の樹脂フィルムに対する接着層の密着強度が低下する。このため、ＦＰＣに対するリフローでの加熱に際して、接着層が第１の樹脂フィルムから剥離したり、その剥離によって生じる接着層と第１の樹脂フィルムとの間の空隙が加熱によって膨らんだりする場合があった。
【０００７】
また最近、ＦＰＣは、高温下で使用されることも多くなってきており、高温下でも高い屈曲特性、即ち高温下で高い摺動特性を有することが求められるようになってきている。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、樹脂フィルムに対する接着層の高い密着性と、高温での高い摺動特性とを両立できる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】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため、まず接着層のＴｇを、特許文献１に規定されている１００〜２００℃の範囲を下回るＴｇにすることを試みた。しかし、Ｔｇをこのようにしただけでは、接着層において十分な密着性を得ることができなかった。そこで、本発明者らは、さらに鋭意研究を重ねた結果、接着層のＴｇが、上記特許文献１に記載の範囲を下回っても、接着層の損失弾性率を所定値以上にすることで、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち本発明は、第１の樹脂フィルムと、これに対向する第２の樹脂フィルムと、前記第１及び第２の樹脂フィルムの間に設けられる接着層と、前記接着層に埋め込まれる金属回路層とを備え、前記接着層が、８０〜９９℃のガラス転移温度を有し且つ１．０ＧＰａ以上の損失弾性率を有することを特徴とするＦＰＣである。
【００１１】
本発明のＦＰＣによれば、第１及び第２の樹脂フィルムに対する接着層の高い密着性と、高温での高い摺動特性とを両立できる。このため、ＦＰＣに対するリフローでの加熱に際して、接着層が第１又は第２の樹脂フィルムから剥離することが十分に抑制されるとともに、その剥離によって生じる接着層と第１又は第２の樹脂フィルムとの間の空隙が加熱によって膨らんだりすることを十分に防止できる。さらに本発明のＦＰＣは、高温で高い摺動特性を有するため、高温で繰り返し屈曲を行う必要のあるハードディスクドライブなどのＦＰＣとして極めて有用である。
【００１２】
上記ＦＰＣにおいて、前記第１及び第２の樹脂フィルムに対する前記接着層の２３℃における密着強度が７．０Ｎ／ｃｍ以上であることが好ましい。この場合、ＦＰＣに対するリフローでの加熱に際して、接着層が第１の樹脂フィルムから剥離することがより十分に抑制されるとともに、その剥離によって生じる接着層と第１の樹脂フィルムとの間の空隙が加熱によって膨らんだりすることをより十分に防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、樹脂フィルムに対する接着層の高い密着性と、高温での高い摺動特性とを両立できるＦＰＣが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るＦＰＣの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のＦＰＣの一製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、本発明に係るＦＰＣの好適な実施形態を示す断面図である。図１に示すように、ＦＰＣ１００は絶縁性の第１の樹脂フィルム１と、第１の樹脂フィルム１に対向する第２の樹脂フィルム２と、第１及び第２の樹脂フィルム１，２間に設けられる接着層３と、接着層３に埋め込まれる金属回路層４とを備えている。本実施形態では、金属回路層４は、第１の樹脂フィルム１の表面１ａ上に設けられており、接着層３中に埋没していない。
【００１７】
ここで、接着層３は、８０〜９９℃のガラス転移温度（以下、「Ｔｇ」と呼ぶ）を有し且つ１．０ＧＰａ以上の損失弾性率Ｅ”を有している。
【００１８】
このＦＰＣ１００によれば、第１及び第２の樹脂フィルム１，２に対する接着層３の高い密着性と、高温での高い摺動特性とを両立できる。このため、ＦＰＣ１００に対するリフローでの加熱に際して、接着層３が第１又は第２の樹脂フィルム１，２から剥離することが十分に抑制されるとともに、その剥離によって生じる接着層３と、第１又は第２の樹脂フィルム１，２との間の空隙が加熱によって膨らんだりすることを十分に防止できる。さらにＦＰＣ１００は、高温で高い摺動特性を有するため、高温で繰り返し屈曲を行う必要のあるハードディスクドライブなどのＦＰＣとして極めて有用である。
【００１９】
なお、接着層３のＴｇが８０℃未満であると、Ｔｇが８０℃以上である場合に比べて、密着強度が顕著に低下する。Ｔｇが９９℃を超えると、Ｔｇが９９℃以下になる場合に比べて密着強度が大きく低下する。また損失弾性率Ｅ”が１．０ＧＰａ未満では密着強度が低下する。
【００２０】
接着層３のＴｇは、屈曲時の折曲げと高温摺動性を向上させる観点から、好ましくは８０〜９５℃である。
【００２１】
また損失弾性率Ｅ”は、大きすぎると、接着層３が硬くなりすぎて、曲げすぎた際に接着層３に割れが生じるおそれがある。そのため、損失弾性率Ｅ”は好ましくは１０ＧＰａ以下である。
【００２２】
接着層３は、第１及び第２の樹脂フィルム１，２に対する接着層３の２３℃における密着強度が７．０Ｎ／ｃｍ以上であることが好ましい。この場合、ＦＰＣ１００に対するリフローでの加熱に際して、接着層３が第１又は第２の樹脂フィルム１，２から剥離することが十分に抑制されるとともに、その剥離によって生じる接着層３と第１又は第２の樹脂フィルム１，２との間の空隙が加熱によって膨らんだりすることを十分に防止できる。但し、上記密着強度は、２０Ｎ／ｃｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
次に、ＦＰＣ１００の製造方法について説明する。
【００２４】
まず図２に示すように、金属張積層板１０と、カバーレイ２０とを準備する。
【００２５】
金属張積層板１０は、第１の樹脂フィルム１上に金属回路層４を設けてなるものである。第１の樹脂フィルム１としては、電気絶縁性及び可撓性を有する樹脂フィルムが用いられ、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン等の樹脂からなる厚さ１μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムが挙げられる。金属回路層４は銅箔等からなる。
【００２６】
カバーレイ２０は、第２の樹脂フィルム２上に接着剤層１３を設けてなるものであり、接着剤を含む接着剤溶液を第２の樹脂フィルム２上に塗布し乾燥することにより得ることができる。第２の樹脂フィルム２としては、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、アラミド等の樹脂からなる厚さ１μｍ〜１５０μｍ程度のフィルム等を用いることができる。
【００２７】
ここで、接着剤層１３に含まれる接着剤は、加熱により、Ｔｇを８０〜９９℃、損失弾性率Ｅ”を１．０ＧＰａ以上とし得るものであればいかなるものでもよいが、少なくも熱硬化性の接着剤が用いられる。熱硬化性の接着剤を用いることで、加熱によって接着剤が硬化し、Ｔｇを高めることが可能となる。
【００２８】
熱硬化性の接着剤としては、例えばエポキシ系接着剤を用いることができる。エポキシ系接着剤としては、公知のエポキシ系接着剤を用いることができるが、加熱により硬化させる前のＴｇが８０℃より小さいものを用いる必要がある。エポキシ系接着剤としては、例えばエポキシ樹脂、硬化剤及びゴム成分を含有するものを用いることができる。
【００２９】
ここで、エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、およびこれらのハロゲン化物（臭素化エポキシ樹脂など）や水素添加物などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、１種類を単独で用いてもよく、複数種類を混合して使用しても良い。
【００３０】
硬化剤は、エポキシ樹脂を硬化し得るものであれば、特に制限なく使用することが可能である。硬化剤としては、脂肪族アミン、脂環式アミン、第２級アミン、第３級アミン、イミダゾール、酸無水物、フェノール樹脂などが挙げられる。これらは１種類を単独で用いてもよく、複数種類を混合して使用しても良い。
【００３１】
ゴム成分は、接着層３に柔軟性を付与するために添加されるものであり、エポキシ樹脂中に分散するものであれば特に限定されるものでないが、例えばカルボキシ化アクリロニトリル−ブタジエンゴム（カルボキシ化ＮＢＲ）などを用いることができる。
【００３２】
次に、金属張積層板１０、カバーレイ２０を重ね合わせる。このとき、金属張積層板１０の金属回路層４とカバーレイ２０の接着剤層１３とを対向させた状態とする。
【００３３】
続いて、金属張積層板１０およびカバーレイ２０を所定の圧力及び温度で熱圧着して積層体を得る。
【００３４】
このとき、熱圧着時の圧力は通常は３．０ＭＰａ〜５．０ＭＰａとすればよい。また熱圧着時の温度は、金属張積層板１０およびカバーレイ２０を圧着できる温度であれば特に限定されるものではないが、通常は１５０〜１８０℃であり、好ましくは１５５〜１６０℃である。
【００３５】
そして、最後に、上記積層体を所定時間加熱する。加熱は例えばオーブンで行うことができる。加熱温度は、接着剤層１３に含まれる接着剤を硬化させることが可能な温度であれば特に限定されるものではないが、通常は１５０〜１８０℃であり、好ましくは１５５〜１６０℃である。加熱温度は、熱圧着時の加熱温度よりも高い温度とすることが好ましい。
【００３６】
また加熱時間は、得られる接着層３のＴｇを８０〜９９℃とし且つ損失弾性率Ｅ”を１．０ＧＰａ以上とするために、通常は０．５〜２時間とすればよい。加熱時間は、熱圧着時の加熱時間よりも長くすることが好ましい。この範囲内で加熱時間が短ければ低いＴｇに設定することができ、加熱時間が長ければ高いＴｇに設定することができる。
【００３７】
こうして、カバーレイ２０の接着剤層１３は接着層３となり、ＦＰＣ１００が得られる。このとき、接着層３のＴｇは積層体の加熱時間を長くすることで上昇させることができる。
【００３８】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ＦＰＣ１００において、第１の樹脂フィルム１の上に直接、金属回路層４が設けられているが、第１の樹脂フィルム１の上に接着層を介して金属回路層４が設けられていてもよい。この場合、この接着層は、接着層３と同様、８０〜９９℃のガラス転移温度を有し且つ１．０ＧＰａ以上の損失弾性率Ｅ”を有する必要がある。またこの場合、金属回路層４は、接着層中に埋没するように埋め込まれることになる。この態様のＦＰＣによっても、第１及び第２の樹脂フィルム１，２に対する接着層の高い密着性と、高温での高い摺動特性とを両立できる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４０】
（実施例１）
まず銅張積層板であるＣＣＬと、カバーレイフィルムであるＣＬとを準備した。なお、ＣＣＬは、具体的には第１の樹脂フィルムを厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルムで構成し、銅からなる金属回路層の厚さを１８μｍとし、金属回路層をライン／スペース（Ｌ／Ｓ）＝８０／８０で２２本のラインと２１本のスペースとが互いに平行となるように形成したものであり、ＣＬは、具体的には第２の樹脂フィルムを厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルムで構成し、接着剤層の厚さを１０μｍとし、接着剤層を、エポキシ樹脂で構成したものである。
【００４１】
そして、ＣＣＬとＣＬとを、ＣＣＬの金属回路層をＣＬの接着剤層で覆うように重ね合わせた後、圧力４．５ＭＰａ、１６０℃で熱圧着して積層体を得た後、この積層体をオーブンに投入し、表１に示す加熱温度及び加熱時間で加熱してＦＰＣを得た。こうして得られたＦＰＣから、接着層を、長さ５０ｍｍ、幅５ｍｍのサイズとなるように切り出し、この切り出した接着層について、動的粘弾性測定装置（ＤＭＡ）（製品名：ＤＭＳ６１００、エスアイアイナノテクノロジー社製）を用い、昇温速度５℃／分、測定周波数１Ｈｚの条件でガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した。結果を表１に示す。また上記のようにして切り出した接着層について、アントンパール社製レオメータを用いて損失弾性率Ｅ”も測定した。結果を表１に示す。
【００４２】
（実施例２）
熱圧着後のオーブンでの加熱時間を表１に示すように１時間に変更したこと以外は実施例１と同様にしてＦＰＣを得た。そして、こうして得られたＦＰＣの接着層について、実施例１と同様にしてＴｇ及び損失弾性率Ｅ”を測定した。結果を表１に示す。
【００４３】
（実施例３）
熱圧着後のオーブンでの加熱時間を表１に示すように２時間に変更したこと以外は実施例１と同様にしてＦＰＣを得た。そして、こうして得られたＦＰＣの接着層について、実施例１と同様にしてＴｇ及び損失弾性率Ｅ”を測定した。結果を表１に示す。
【００４４】
（比較例１）
熱圧着後のオーブンでの加熱時間を表１に示すように６時間に変更したこと以外は実施例１と同様にしてＦＰＣを得た。そして、こうして得られたＦＰＣの接着層について、実施例１と同様にしてＴｇ及び損失弾性率Ｅ”を測定した。結果を表１に示す。
【００４５】
（比較例２）
熱圧着後のオーブンでの加熱時間を表１に示すように７時間に変更したこと以外は実施例１と同様にしてＦＰＣを得た。そして、こうして得られたＦＰＣの接着層について、実施例１と同様にしてＴｇ及び損失弾性率Ｅ”を測定した。結果を表１に示す。
【００４６】
（比較例３）
熱圧着後のオーブンでの加熱時間を表１に示すように０時間に変更したこと以外は実施例１と同様にしてＦＰＣを得た。そして、こうして得られたＦＰＣの接着層について、実施例１と同様にしてＴｇ及び損失弾性率Ｅ”を測定した。結果を表１に示す。
【００４７】
［密着性及び摺動特性の評価］
上記のようにして得られた実施例１〜３及び比較例１〜３のＦＰＣについて、以下のようにして密着性及び摺動特性を評価した。
【００４８】
（密着性）
密着性については、密着強度を測定することにより評価した。密着強度は、密着強度測定装置（製品名：ストログラフＶＥ１Ｄ、東洋精機株式会社製）を用いて測定した。具体的には、実施例１〜３及び比較例１〜３のＦＰＣの表面に対して２本の切込みをこれらの間隔が５ｍｍとなるように入れ、ＣＬの端部（長さ１ｃｍ分）とＣＣＬの端部（長さ１ｃｍ分）とを分離させておき、分離させたＣＬの端部とＣＣＬの端部とをそれぞれ別のチャックに挟み、ＣＣＬを挟んだチャックを５０ｍｍ／分の速度で５０ｍｍ引っ張り、そのときの引張力を密着強度とした。結果を表１に示す。なお、表１において、密着強度が７．０Ｎ／ｃｍ以上であれば合格とし、７．０Ｎ／ｃｍ未満であれば不合格とした。
【００４９】
（摺動特性）
摺動特性については、摺動回数を測定することにより評価した。摺動回数は、屈曲試験装置（製品名：ＩＰＣ屈曲試験機、東洋精機株式会社製）を用いて測定した。摺動回数は、具体的には以下のようにして測定した。即ちまず実施例１〜３及び比較例１〜３のＦＰＣにおいて、金属回路層の最も外側にある２本のラインをリード線にて抵抗測定器に接続した。そして、ＦＰＣを、曲率半径が２ｍｍとなるように折り曲げ、その状態で、屈曲試験装置にセットした。そして、以下の試験条件下、ＦＰＣの先端を往復移動させながら抵抗値をモニタリングし、抵抗値が初期値より１０％増加した時点、又は、回路層の破断が発生した時点までの摺動回数を測定した。結果を表１に示す。
＜試験条件＞
温度          ：８０℃
摺動速度      ：１０００回／分（１０００ｒｐｍ）
抵抗値モニタリング間隔：５分／回
【表１】
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【００５０】
表１に示すように、実施例１〜３のＦＰＣは、密着強度が７．０Ｎ／ｃｍ以上で合格基準に達しており且つ高温での摺動回数が１億回以上であった。これに対し、比較例１〜３のＦＰＣは、高温での摺動回数が多かったものの、密着強度は７．０Ｎ／ｃｍには到達せず、合格基準に達していなかった。
【００５１】
以上より、本発明のＦＰＣによれば、樹脂フィルムに対する接着層の高い密着性と、高温での高い摺動特性とを両立できることが確認された。
【符号の説明】
【００５２】
１…第１の樹脂フィルム、２…第２の樹脂フィルム、３…接着層、４…金属回路層、１０…金属張積層板、１３…接着剤層、２０…カバーレイ、１００…ＦＰＣ。
【図１】
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【図２】
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