PCBニュース - fpc基板材料の発展傾向

fpc基板は絶縁基材、接着剤及び銅導体から構成され、マイクロシャドウの製造が完了した後、銅線路の酸化及び保護線路が環境温湿度の影響を受けないようにするために、その上にカバー膜保護（Coverlayer）を加えなければならず、カバー膜の組成は絶縁基材及び接着剤である。fpc基板の絶縁基材は一般的にPolyester（PET）、Polyimide（PI）の2種類の材料が常用され、それぞれ長所と短所があり、PETのコストは低く、PIの信頼性は高く、現在、Dow Chemicalが発展したPBO、PIBO、Kuraray社のLCPなど、多くの会社が代替可能な材料を開発している。fpc基板には一般的に接着剤が使用されており、現在、接着剤材料特性の熱特性及び信頼性が劣っているため、その接着剤を除去できれば電気及び熱特性を向上させることができる。

図１　fpc基板

また、被覆膜材料の技術面では、従来は非感旋光性の材料を用いていたが、この保護膜を加える前に、まず機械的ドリルを用いてその接点、パッド及びガイド孔を予約しなければならず、一般的にその精度は0.6 ~ 0.8 mmの直径にしか到達できず、支持モジュールの軟板には応用できなかった。このガイド穴の直径は将来的には50に達する必要がありますμmであり、感光型被覆膜を変更すると、その分解能を100μm以下である。

現在、無接着剤fpc基材は製品の長期信頼性の需要増加、及び細線化と担持部品の応用に伴い、無接着剤軟板基材は未来の軟板基材の傾向であり、その主な製造方法は3種類ある：（1）スパッタ法/めっき法（Sputtering/Plating）、（2）コーティング法（Cast）、（3）熱プレス法（Lamination）。

一、スパッタリング法/電気めっき法：PI膜を基材とし、まず薄い銅をスパッタリングする（1μ以下）、マイクロイメージングエッチングの方式で線路をエッチングし、さらに電気めっき法で銅線路に電気めっきを行い、銅の厚さを所望の厚さに増加させ、回路基板の半加算法に類似する。

二、塗布法：銅箔を基材として、まず薄い高次着性PI樹脂を塗布し、高温硬化後、第二層の厚いPI樹脂を塗布して基板剛性を増加させ、高温硬化後に2 Lを形成する。この方式は2回塗布する必要があり、製造コストが高く、コストを下げるには、精密塗布技術を利用して2層同時塗布を設計し、2種類の異なる性質のPI樹脂を銅箔に同時に塗布する方法があり、製造プロセスを低減するためのステップとして、単層PI樹脂配合物を二層コーティングの代わりに開発し、接着性と安定性を持たせ、製造プロセスを簡略化することができる。

三、熱プレス法：PIフィルムを基材として薄い熱可塑性PI樹脂をコーティングし、まず高温硬化を経て、銅箔を硬化した熱可塑性PI樹脂の上に置き、高温高圧を利用して熱可塑性PIを再溶融して銅箔と圧着して2 Lを形成する。

現在、すべてのニーズを満たすプロセス方式はなく、その設計者の材料選択と厚さ要求からそのプロセスを決定する必要があり、もし選択塗布法がコストと性質の上で比較的に良いバランスを得ることができれば、良好な接着性があり、導体の選択性が大きいほか、基材の厚さも薄くてもよく、現在の両面プロセスは少数のメーカーだけが生産する能力があり、そのプロセスが難しいため、しかし、1999年には両面塗布法の2 Lの生産量は97万平方メートルを超えた。TechSearch Internationの統計によると、2000年の生産量から見ると、3つのプロセス方式が占める割合が推定され、世界の月産量は22万平方メートルと推定され、最もよく使われる方式はスパッタ法である。

現在PICには乾燥膜と液体の2種類があり、乾燥膜の利点は溶媒がなく、製造が容易であるが、単位面積あたりのコストが高く、化学薬剤に弱いが、液体PICは塗布機を準備する必要があるが、コストが低く、大量生産のプロセスに適している。材質にはAcrylic/EPoxyとPIの2種類の基材があり、TechSearchの統計によると、現在の市場占有率はEpoxy系液状PICが最も高く、70%を超え、Nippon Polytech/Logersの占有率が44%に達し、次いでNitto Denkoが21%を占め、DuPontが18%を占めている（.その中で液状PIは優れた耐熱性と絶縁性を持って高次IC構造に応用できる。fpc基板