(57)【要約】【課題】銅層の腐食を防止すると共に金めっき層の剥離を防止すことができるフレキシブルプリント配線板を提供する。【解決手段】フレキシブルプリント配線板１の配線パターン２０は、銅層２４と、銅層２４上に形成されたニッケルめっき層２５と、ニッケルめっき層２５上に形成された金めっき層２６と、を有し、ニッケルめっき層２５を構成する結晶粒のうちの５０％以上の結晶粒２５１が、下記の（１）式を満たし、ニッケルめっき層２５の厚さｔが３〜５［μｍ］である。  ａ＞ｂ  …  （１）式  但し、上記の（１）式において、ａは、フレキシブルプリント配線板１の主面１ａに対して実質的に直交する方向に沿った結晶粒２５１の長さであり、ｂは、フレキシブルプリント配線板１の主面１ａに対して実質的に平行な方向に沿った結晶粒２５１の長さである。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材上に形成された配線パターンと、を備えたフレキシブルプリント配線板であって、
前記配線パターンは、
銅層と、
主成分としてニッケルを含有し、前記銅層上に形成されたニッケルめっき層と、
主成分として金を含有し、前記ニッケルめっき層上に形成された金めっき層と、を有し、
前記ニッケルめっき層を構成する結晶粒のうちの５０％以上の結晶粒が、下記の（１）式を満たし、
前記ニッケルめっき層の厚さが３〜５［μｍ］であることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
ａ＞ｂ  …  （１）式
但し、上記の（１）式において、ａは、前記フレキシブルプリント配線板の主面に対して実質的に直交する方向に沿った前記結晶粒の長さであり、ｂは、前記フレキシブルプリント配線板の主面に対して実質的に平行な方向に沿った前記結晶粒の長さである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタと嵌合する接点部を有するフレキシブルプリント配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブルプリント配線板の配線パターンに形成された接点部として、配線パターンの銅層の腐食を防止するために、当該銅層の上に無電解めっきによってニッケルめっき層及び金めっき層を形成したものがある。
【０００３】
ところで、接点部をコネクタと嵌合させる際に過剰な力が加わると、フレキシブルプリント配線板が折れ曲がり、クラックが銅層まで進展して当該銅層を貫通し配線パターンが断線してしまう場合がある。
【０００４】
こうした配線パターンの断線を防止するために、屈曲耐久性を向上させたニッケルめっき層を形成する無電解ニッケルめっき処理が知られている（所謂ソフトニッケル）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の高屈曲耐久性を有するニッケルめっき層の膜厚によっては、銅層の腐食を十分に防止することができなかったり、フレキシブルプリント配線板の折り曲げ時に金めっき層が剥離してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、銅層の腐食を防止すると共に金めっき層の剥離を防止することができるフレキシブルプリント配線板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るフレキシブルプリント配線板は、基材と、前記基材上に形成された配線パターンと、を備えたフレキシブルプリント配線板であって、前記配線パターンは、銅層と、主成分としてニッケルを含有し、前記銅層上に形成されたニッケルめっき層と、主成分として金を含有し、前記ニッケルめっき層上に形成された金めっき層と、を有し、前記ニッケルめっき層を構成する結晶粒のうちの５０％以上の結晶粒が、下記の（１）式を満たし、前記ニッケルめっき層の厚さが３〜５［μｍ］であることを特徴とすることを特徴とする。
【０００８】
ａ＞ｂ  …  （１）式
【０００９】
但し、上記の（１）式において、ａは、前記フレキシブルプリント配線板の主面に対して実質的に直交する方向に沿った前記結晶粒の長さであり、ｂは、前記フレキシブルプリント配線板の主面に対して実質的に平行な方向に沿った前記結晶粒の長さである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ニッケルめっき層を構成する結晶粒のうちの５０％以上の結晶粒が上記の（１）式を満たす場合に、ニッケルめっき層の厚さを３〜５［μｍ］とすることで、銅層の腐食を防止すると共に金めっき層の剥離を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態におけるフレキシブルプリント配線板の平面図である。
【図２】図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。
【図３】図３は、図１のIII-III線に沿った断面図である。
【図４】図４は、図１のIV-IV線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本実施形態におけるフレキシブルプリント配線板の平面図、図２は図１のII-II線に沿った断面図、図３は図１のIII-III線に沿った断面図、図４は図１のIV-IV線に沿った断面図である。
【００１４】
本実施形態におけるフレキシブルプリント配線板１は、図１〜図３に示すように、ベースフィルム１０、配線パターン２０、及びカバーレイ３０を備えている。
【００１５】
ベースフィルム１０は、例えばポリイミド（ＰＩ）から構成されたフレキシブルな絶縁性フィルムである。なお、このベースフィルム１０を、例えば、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等で構成してもよい。本実施形態におけるベースフィルム１０が、本発明における基材の一例に相当する。
【００１６】
このベースフィルム１０上には配線パターン２０が形成されている。この配線パターン２０の端部は、カバーレイ３０から露出しており、配線パターン２０は、当該端部に接点部２２を有している。この接点部２２は、例えば他のプリント配線板やケーブル等に設けられたコネクタと嵌合して、この接点部２２を介してフレキシブルプリント配線板１が外部の電子回路と電気的に接続される。
【００１７】
なお、配線パターンにおいて接点部が形成される位置は、配線パターンの端部に限定されず、配線パターンにおける任意の位置を選択することができる。また、配線パターンにおける接点部の数も特に限定されない。
【００１８】
配線パターン２０において接点部２２以外の部分（以下単に、配線部２１と称する。）は、例えば、ベースフィルム１０に積層された銅箔を所定形状にエッチングすることで形成されており、図２に示すように、銅層２３のみで構成されている。これに対し、配線パターン２０の接点部２２は、図３に示すように、配線部２１から延在する銅層２３と、当該銅層２３の表面に形成されためっき層２４と、から構成されている。
【００１９】
このめっき層２４は、同図に示すように、下地としてニッケルめっき層２５と、そのニッケルめっき層２５の表面に形成された金めっき層２６と、を有している。なお、ニッケルめっき層２５は、銅層２３への金めっき層２６の拡散を抑制するためのバリア層として機能する。
【００２０】
ニッケルめっき層２５は、主成分としてニッケル（Ｎｉ）を含有しており、無電解ニッケルめっき処理によって形成されている。本実施形態では、このニッケルめっき層２５が、屈曲耐久性に優れた構造を有している（所謂ソフトニッケル）。具体的には、図４に示すように、このニッケルめっき層２５を構成する結晶粒のうちの５０％以上の結晶粒２５１が下記の（１）式を満たしている。
【００２１】
ａ＞ｂ  …  （１）式
【００２２】
但し、上記の（１）式において、ａは、フレキシブルプリント配線板１の主面１ａ（図１及び図２参照）に対して実質的に直交する方向（図１中のｚ軸方向）に沿った結晶粒２５１の最大の長さである。一方、上記の（１）式において、ｂは、当該主面１ａに対して実質的に平行な方向（図１中のｘｙ平面方向）に沿った結晶粒２５１の最大の長さである。
【００２３】
図４に示すように、上記の（１）式を満たす結晶粒２５１は、フレキシブルプリント配線板１の厚さ方向（図１中のｚ軸方向）に起立した略柱形状を有している。そのため、フレキシブルプリント配線板１を折り曲げた際に、ニッケルめっき層２５に細かいクラックが多数生じて応力集中が緩和されるので、クラックが銅層２３を貫通してしまうのを防止することができる。なお、図４では、銅層２３及び金めっき層２６の結晶粒の図示は省略している。
【００２４】
こうしたニッケルめっき層２５は、ソフトニッケル専用の無電解ニッケル−りん系めっき液を用いた無電解めっき処理によって形成することができる。当該めっき液の具体例としては、例えば、上村工業株式会社製のニムデン（登録商標）ＮＰＧ−１や、奥野製薬工業株式会社製のＩＣＰニコロン（登録商標）ＦＰＦ等を例示することができる。
【００２５】
一方、金めっき層２６は、主成分として金（Ａｕ）を含有しており、例えば置換型無電解金めっきや置換還元型無電解めっき等の無電解金めっき処理によって、ニッケルめっき層２５の表面に形成されている。
【００２６】
また、本実施形態では、ニッケルめっき層２５の厚さｔ（図４参照）が３〜５［μｍ］となっている（３［μｍ］≦ｔ≦５［μｍ］）。因みに、ニッケルめっき層２５の厚さｔは、めっき浴への浸漬時間によって制御することができ、浸漬時間が長くなる程、ニッケルめっき層２５の膜厚が厚くなる。
【００２７】
ニッケルめっき層２５の厚さｔが３［μｍ］未満であると、銅層２３まで進展したクラックが腐食の起点となり銅層２３を十分に保護することができない。
【００２８】
一方、ニッケルめっき層２５の厚さｔが５［μｍ］よりも大きいと、フレキシブルプリント配線板１の折り曲げ時に金めっき層２６に印加される引張荷重（或いは圧縮荷重）が大きくなり、金めっき層２６がその荷重に耐え切れずニッケルめっき層２５から剥離してしまう。
【００２９】
カバーレイ３０は、図１及び図２に示すように、配線パターン２０の配線部２１を保護するための樹脂層３１と、この樹脂層３１をベースフィルム１０に接着する接着層３２と、を有しており、図１に示すように、配線パターン２０の配線部２１を覆うようにベースフィルム１０上に積層されている。一方、同図に示すように、配線パターン２０の接点部２２は、このカバーレイ３０から露出している。
【００３０】
このカバーレイ３０の樹脂層３１は、例えばポリイミド（ＰＩ）から構成されたフレキシブルな絶縁性フィルムである。なお、この樹脂層３１を、例えば、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等で構成してもよい。
【００３１】
一方、カバーレイ３０の接着層３２は、例えば、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤から構成されている。なお、ベースフィルム１０を液晶ポリマ（ＬＣＰ）で構成すると共に、カバーレイ３０を樹脂層３１も液晶ポリマ（ＬＣＰ）で構成する場合には、熱融着によってこれらを相互に貼り付けることができるので、接着層３２が不要となる。
【００３２】
なお、このカバーレイ３０、を例えば、ポリエステル、エポキシ、アクリル、ポリイミド、ポリウレタン等を用いた感光性カバーレイ材料からなるドライフィルムで構成してもよい。或いは、ポリイミドやエポキシをベースとしたカバーレイインクや、液状の感光性カバーレイ材料を、ベースフィルム１０上にスクリーン印刷することで、カバーレイ３０を形成してもよい。
【００３３】
以上のように、本実施形態では、ニッケルめっき層２５を構成する結晶粒のうちの５０％以上の結晶粒２５１が上記の（１）式を満たす場合（すなわちニッケルめっき層２５が所謂ソフトニッケルである場合）に、ニッケルめっき層２５の厚さを３〜５［μｍ］とすることで、銅層２４の腐食を防止すると共に金めっき層２６の剥離を防止することができる。
【００３４】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００３５】
以下に、本発明をさらに具現化した実施例及び比較例により本発明の効果を確認した。以下の実施例及び比較例は、上述した実施形態における銅層の腐食防止効果と金めっき層の剥離防止効果を確認するためのものである。
【実施例】
【００３６】
＜実施例１＞
先ず、厚さ２５［μｍ］のポリイミド層と、厚さ１８［μｍ］の銅箔と、を有する片面銅張積層板（ＣＣＬ）（商品名：ＭＣ１８−２５−００ＣＥＭ、新日鐵化学株式会社製）を準備した。そして、塩化第二鉄を含むエッチング液を用いて銅箔をエッチングすることで、幅が８０［μｍ］の直線状の銅パターンを８０［μｍ］の間隔で平行に形成した。
【００３７】
次いで、上記の銅パターンが形成されたＣＣＬに対して、一連の前処理（脱脂、ソフトエッチング、デスマット、プレディッピング、パラジウム触媒付与、ポストディッピング）を行った後、当該ＣＣＬを無電解ニッケルめっき液（商品名：ニムデン（登録商標）ＮＰＧ−１、上村工業株式会社製）に浸漬して無電解ニッケルめっき処理を行って、銅パターンの表面に厚さ３［μｍ］のニッケルめっき層を形成した。
【００３８】
次いで、ニッケルめっき層が形成されたＣＣＬを、無電解金めっき液（商品名：ＩＭ−ＧＯＬＤ  ＩＢ、日本高純度化学株式会社製）に浸漬して、ニッケルめっき層の表面に厚さ０．１［μｍ］程度の金めっき層が形成されるように置換型無電解金めっき処理を行った。
【００３９】
めっき後のサンプルを、蛍光Ｘ線膜厚測定機（型式：ＳＦＴ９５５０、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製）を用いてニッケルめっき、及び金めっきの膜厚を測定した。
【００４０】
以上のように作製されたサンプルを、直径０．５［ｍｍ］の金属棒を用いて、１８０度折り曲げた。
【００４１】
そして、先ず、当該サンプルの配線パターンの折り曲げ部分からの金めっき層の剥離の有無を目視にて確認した。下の表１に示すように、実施例１のサンプルからは金めっき層は剥離していなかった。なお、表１の「剥離試験」の欄において、「○」は金めっき層の剥離がなかったことを示し、「×」は金めっき層が剥離していたことを示す。
【００４２】
さらに、折り曲げ後のサンプルをガス腐食試験機（型番：ＧＳ−３型、スガ試験機株式会社製）のチャンバ内に投入し、当該サンプルをＳＯ２ガス雰囲気中に６時間曝した。チャンバ内におけるＳＯ２の濃度は１０［ｐｐｍ］、温度は４０［℃］、湿度は８０［％］であった。なお、水分や酸ミスト等に対する配線パターンの耐腐食性能を確認するための加速試験として、ＳＯ２ガスを用いた。
【００４３】
そして、ガス腐食試験機からサンプルを取り出した後に、サンプルの配線パターンの折り曲げ部分の変色の有無を目視にて確認した。下の表１に示すように、実施例１のサンプルでは配線パターンの変色は発生していなかった。なお、表１の「腐食試験」の欄において、「○」は配線パターンの変色がなかったことを示し、「×」は配線パターンが変色していたことを示す。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
因みに、上述の金属棒を用いた折り曲げに伴って金めっき層及びニッケルめっき層に形成されたクラックを介して銅層がＳＯ２ガスによって腐食した場合に、配線パターンが変色する。
【００４６】
＜実施例２＞
実施例２では、ニッケルめっき層の厚さを５［μｍ］としたこと以外は、実施例１と同様のサンプルを作製した。
【００４７】
この実施例２のサンプルについても、実施例１と同様の条件で、直径０．５［ｍｍ］の金属棒を用いて１８０度折り曲げて、金めっき層の剥離の有無を目視にて確認した。表１に示すように、実施例２のサンプルからは金めっき層は剥離していなかった。
【００４８】
さらに、この折り曲げ後のサンプルを、実施例１と同様の条件で、ガス腐食試験機を用いてＳＯ２ガス雰囲気に曝した後に、配線パターンの折り曲げ部分の変色の有無を確認した。表１に示すように、実施例２のサンプルでも配線パターンの変色は発生していなかった。
【００４９】
＜比較例１＞
比較例１では、ニッケルめっき層の厚さを１［μｍ］としたこと以外は、実施例１と同様のサンプルを作製した。
【００５０】
この比較例１のサンプルについても、実施例１と同様の条件で、直径０．５［ｍｍ］の金属棒を用いて１８０度折り曲げて、金めっき層の剥離の有無を目視にて確認した。表１に示すように、比較例１のサンプルからは金めっき層は剥離していなかった。
【００５１】
さらに、この折り曲げ後のサンプルを、実施例１と同様の条件で、ガス腐食試験機を用いてＳＯ２ガス雰囲気に曝した後に、配線パターンの折り曲げ部分の変色の有無を確認した。表１に示すように、比較例１のサンプルでは配線パターンの折り曲げ部分が変色していた。
【００５２】
＜比較例２＞
比較例２では、ニッケルめっき層の厚さを６［μｍ］としたこと以外は、実施例１と同様のサンプルを作製した。
【００５３】
この比較例２のサンプルについても、実施例１と同様の条件で、直径０．５［ｍｍ］の金属棒を用いて１８０度折り曲げて、金めっき層の剥離の有無を目視にて確認した。表１に示すように、比較例２のサンプルでは、配線パターンの折り曲げ部分から金めっき層が剥離していた。
【００５４】
さらに、この折り曲げ後のサンプルを、実施例１と同様の条件で、ガス腐食試験機を用いてＳＯ２ガス雰囲気に曝した後に、配線パターンの折り曲げ部分の変色の有無を確認した。表１に示すように、比較例２のサンプルでは配線パターンの変色は発生していなかった。
【００５５】
以上のように、ニッケルめっき層の厚さを３〜５［μｍ］とした実施例１及び２では、銅層の腐食を防止すると共に金めっき層の剥離を防止することができた。これに対し、ニッケルめっき層の厚さを３［μｍ］未満とした比較例１では、ニッケルめっき層が薄過ぎたため、配線パターンが腐食した。また、ニッケルめっき層の厚さを５［μｍ］よりも大きくした比較例２では、ニッケルめっき層が厚過ぎたため、金めっき層が折り曲げに追従することができず剥離した。
【符号の説明】
【００５６】
１…プリント配線板
１ａ…主面
１０…ベースフィルム
２０…配線パターン
２１…配線部
２２…接点部
２３…銅層
２４…めっき層
２５…ニッケルめっき層
２５１…結晶粒
２６…金めっき層
３０…カバーレイ
３１…樹脂層
３２…接着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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