JP2000286514A - 接着剤付きフレキシブルプリント回路用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のフレキシブルプリント回路用基板で
は、絶縁層上に別の樹脂層を設けない状態でフラットに
なるように製造されており、このようなフレキシブルプ
リント回路用基板の絶縁層上に接着剤樹脂層を塗布形成
すると、カールが発生し、微細回路の加工や、高精度の
張り合わせが出来ないという問題点がある。 【解決手段】 銅箔上に、厚さ０．５から５μｍで線膨
張係数が１５から４５ppmの第１のポリイミド層と、厚
さ２から３０μｍで線膨張係数が５から２０ppmの第２
のポリイミド層、厚さ２から２０μｍの接着剤層を積層
する。 または、銅箔上に、厚さ０．５から５μｍで線
膨張係数が１５から４５ppmの第１のポリイミド層と、
厚さ２から３０μｍで線膨張係数が５から２０ppmの第
２のポリイミド層、厚さ０．５から５μｍで線膨張係数
が１５から４５ppmの第３のポリイミド層、および厚さ
２から２０μｍの接着剤層を積層する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路形成後に、別
の回路基板と張り合わせたり、半導体素子や電気・電子
部品を接着固定することができ、カールが無く、層間の
密着力が高く、耐熱性の良い接着剤付きフレキシブルプ
リント回路用基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フレキシブルプリント回路用基板
は、銅箔と接着剤付き絶縁フィルムを熱圧着などの方法
で張り合わせたり、銅箔上に直接ポリアミド酸樹脂溶液
を塗布乾燥させて接着剤層の無いポリイミドフレキシブ
ルプリント回路用基板を得る方法で製造されている。ま
た、フレキシブルプリント回路用基板の絶縁層上に接着
剤樹脂層を設け、別のプリント回路用基板と接着した
り、半導体素子や電子部品を接着固定させたりすること
が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな接着剤付きフレキシブルプリント回路用基板では、
次のような問題点があった。接着剤付き絶縁フィルムを
銅箔と熱圧着したものでは、絶縁フィルムの接着剤の耐
熱が低いため、絶縁層上に塗布する接着剤として高温で
の乾燥が必要となる耐熱の良い接着剤を用いることがで
きなかった。また、銅箔上に直接ポリアミド酸樹脂を塗
布乾燥させた後にアニールして接着剤層の無いポリイミ
ドフレキシブルプリント回路用基板を得る方法では、耐
熱性が良いので、絶縁層上に塗布する接着剤に、高耐熱
接着剤を使用することができるが、一般に、このような
接着剤層のないポリイミドフレキシブル回路板では、ポ
リイミド樹脂上に接着剤を設けない状態でカールがない
ように設計されており、絶縁層上に接着剤層を形成する
と、樹脂層を内にして大きくカールが発生してしまい、
回路加工やハンドリングに支障が生じる。

【０００４】このようなカールを防ぐ方法として、接着
剤と絶縁層の線膨張係数を考慮した積層方法が提案され
ている。すなわち、一般に接着剤はその線膨張係数が銅
箔の線膨張係数である１６ppmより大きいので、絶縁層
の線膨張係数を銅箔より小さくすることにより、銅箔と
絶縁層と接着剤を積層した状態でカールが発生しないよ
うにするというものである。しかしながら、このような
方法で得られる接着剤付きフレキシブルプリント回路用
基板では、絶縁層の線膨張係数を小さくすると、銅箔や
接着剤層との密着性が悪くなり、これらの層間で剥離が
発生するという問題点があった。

【０００５】そこで本発明は、従来の接着剤付きフレキ
シブルプリント回路用基板が有する上記の問題を鑑み
て、鋭意研究をした結果なされたものであり、接着剤付
きでカールが無く、層間の密着力が高く、耐熱性の良い
接着剤付きフレキシブルプリント回路用基板を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の接着剤付きフレキシブルプリント回路用
基板の第１の構成は、銅箔上に、厚さ０．５から５μｍ
で線膨張係数が１５から４５ｐｐｍの第１のポリイミド
樹脂層と、厚さ２から３０μｍで線膨張係数が５から２
０ｐｐｍの第２のポリイミド樹脂層、厚さ２から２０μ
ｍの接着剤樹脂層を積層することを特徴とする接着剤付
きフレキシブルプリント回路用基板である。

【０００７】また、本発明の接着剤付きフレキシブルプ
リント回路用基板の第２の構成では、銅箔上に、厚さ
０．５から５μｍで線膨張係数が１５から４５ｐｐｍの
第１のポリイミド樹脂層と、厚さ２から３０μｍで線膨
張係数が５から２０ｐｐｍの第２のポリイミド樹脂層、
厚さ０．５から５μｍで線膨張係数が１５から４５ｐｐ
ｍの第３のポリイミド樹脂層、および厚さ２から２０μ
ｍの接着剤樹脂層を積層することを特徴とする接着剤付
きフレキシブルプリント回路用基板である。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の接着剤付
きフレキシブルプリント回路用基板の構成を説明するた
めの図で、接着剤付きフレキシブルプリント回路用基板
は、銅箔４上に、厚さ０．５から５μｍで線膨張係数が
１５から４５ｐｐｍの第１のポリイミド樹脂層１と、厚
さ２から３０μｍで線膨張係数が５から２０ｐｐｍの第
２のポリイミド樹脂層２、厚さ２から２０μｍの接着剤
樹脂層３が積層されたものである。

【０００９】本発明の第１の構成では、銅箔上に、線膨
張係数が１５から４５ｐｐｍの第１のポリイミド樹脂層
を０．５から５μｍの厚みに成形されるが、線膨張係数
が１５ｐｐｍ未満の場合、銅箔との密着力が十分でな
く、４５ｐｐｍを越える場合、銅箔を外側にしたカール
が発生するため、本発明のフレキシブルプリント回路用
基板に好ましくない。厚みは、０．５μｍ未満の場合、
銅箔の粗化を埋めることが出来ないため好ましくない。
５μｍを越える場合、該樹脂の線膨張係数を小さくして
も銅箔を外側にしたカールが発生する。

【００１０】次に、第１のポリイミド樹脂層の上に、線
膨張係数が５から２０ｐｐｍの第２のポリイミド樹脂層
を２から３０μｍの厚みに形成されるが、この樹脂層
は、本発明のフレキシブルプリント回路用基板におい
て、絶縁性を発現させるものである。該樹脂層の厚みが
２μｍ未満の場合、絶縁性が不充分であり、３０μｍを
越える場合、フレキシブルプリント回路用基板全体の厚
みが厚くなり、フレキシブル性が損なわれる。線膨張係
数が５ｐｐｍ未満の場合、本発明の第２のポリイミド樹
脂層と第１のポリイミド樹脂層との密着力が低下する。
線膨張係数が２０ｐｐｍを越える場合、銅箔を外側にし
たカールが発生する。

【００１１】図２は、本発明の第２の接着剤付きフレキ
シブルプリント回路用基板の構成を説明するための図
で、銅箔４上に第１のポリイミド樹脂層１および第２の
ポリイミド樹脂層２を形成するのは、前記第１の構成の
場合と同様であるが、第２のポリイミド樹脂層２の上
に、線膨張係数が１５から４５ｐｐｍの第３のポリイミ
ド樹脂層５を０．５から５μｍの厚みに形成することを
特徴とし、該第３のポリイミド樹脂層５の上に厚さ２か
ら２０μｍの接着剤樹脂層３が積層されたものである。

【００１２】本発明の第２の構成における、第３のポリ
イミド樹脂層は、第２のポリイミド樹脂層と接着樹脂剤
層との層間密着力が不十分な場合に、これを改善する方
法として使用される。

【００１３】第３のポリイミド樹脂層の線膨張係数が１
５ｐｐｍ未満の場合、銅箔との密着力が十分でなく、４
５ｐｐｍを越える場合、銅箔を外側にしたカールが発生
するため、本発明のフレキシブルプリント回路用基板に
好ましくない。厚みは、０．５μｍ未満の場合、銅箔の
粗化を埋めることが出来ないため好ましくない。５μｍ
を越える場合、該樹脂の線膨張係数を小さくしても銅箔
を外側にしたカールが発生する。

【００１４】本発明の接着剤付きフレキシブルプリント
回路用基板の製造において、銅箔上に第１から第３のポ
リイミド樹脂層を積層形成するには、ポリイミド樹脂の
溶液を直接流延塗布して乾燥する方法や、ポリイミドの
前駆体であるポリアミド酸溶液を流延塗布したのち、高
温で加熱することによってイミド化反応を行って形成す
る方法が用いられる。

【００１５】ポリイミド樹脂溶液やポリアミド酸溶液を
塗布する方法では、ドクターブレード、ナイフコータ、
バーコータ、カーテンコータ、ダイコータ、ロールコー
タ、リバースコータなどが使用できる。

【００１６】次に、得られたポリイミド樹脂絶縁層付銅
箔のポリイミド樹脂面上に、接着剤を塗布する。塗布す
る方法は、絶縁層のポリイミド樹脂を塗布する方法と同
じ方法が使用できる。

【００１７】本発明に用いる接着剤樹脂としては、熱可
塑性樹脂、熱硬化性樹脂、それらの混合でも使用できる
が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、
ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等が好
適に使用できる。特に、シリコーン変性ポリイミド樹脂
にエポキシ樹脂を混合した樹脂が、低い温度で接着で
き、しかも接着力が高く、吸湿率が低いので耐湿信頼性
も良く、最も好ましい。

【００１８】本発明に用いる銅箔には、圧延銅箔、電解
銅箔のいづれも使用できるが、微細回路加工が出来、ポ
リイミドとの界面応力が少ない圧延銅箔が好ましい。

【００１９】

【実施例】以下、本発明について、実施例により更に詳
しく説明するが、何らこれらに限定されない。

【００２０】「合成例」 （シリコーン変性ポリイミド樹脂の合成）乾燥窒素ガス
導入管、冷却器、温度計、攪拌機を備えた四口フラスコ
に、脱水精製したＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭ
Ｐ）７９１ｇを入れ、窒素ガスを流しながら１０分間激
しく攪拌した後、２，２−ビス（４−（アミノフェノキ
シ）フェニルプロパン（ＢＡＰＰ）７３．９ｇ、１，３
−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＡＰＢ）１
７．５ｇ、α，ω−ビス（３−アミノプロピル）ポリジ
メチルシロキサン５０．２ｇ（平均分子量８３７）を投
入し、系を６０℃に加熱し、均一になるまで攪拌した。
次に系を氷水浴で５℃以下に冷却し、３，３’，４，
４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤ
Ａ）４４．１ｇ、エチレングリコールビストリメリット
酸二無水物（ＴＭＥＧ）６１．５ｇを粉末状のまま１５
分間かけて添加し、その後３時間攪拌を続けた。この間
フラスコは５℃以下に保った。その後、窒素ガス導入管
と冷却器を外し、キシレンを満たしたディーン・スター
ク管をフラスコに装着し、系にキシレン１９８ｇを添加
した。油浴にかえて系を１７５℃に加熱し発生する水を
系外に除いた。４時間加熱して系からの水の発生が認め
られなくなった後、冷却し、シリコーン変性ポリイミド
樹脂を得た。

【００２１】「実施例１」厚さ１８μｍの圧延銅箔（三
井金属製ＢＳＨ箔）上に、イミド化後の線膨張係数が３
５ｐｐｍのポリアミド酸（デュポン社製 カプトン）の
固形分１５％ＮＭＰ溶液を、イミド化後の厚さが２μｍ
になるように塗工し、８０℃で２０分、１５０℃で２０
分乾燥して、第１のポリイミド樹脂層を形成した。次
に、イミド化後の線膨張係数が１２ｐｐｍのポリアミド
酸（宇部興産製 ＵワニスＳ）の固形分１３％ＮＭＰ溶
液を、イミド化後の厚みが１０μｍになるように塗工
し、８０℃で２０分、１５０℃で２０分、２５０℃で２
０分乾燥して第２のポリイミド樹脂層を形成して、第１
と第２のポリイミド樹脂層を形成したフレキシブルプリ
ント回路用基板を得た。窒素雰囲気中でこのフレキシブ
ルプリント回路用基板を３８０℃で２時間加熱して、各
層のイミド化反応を行った。次に、上記合成例で得られ
たシリコーン変性ポリイミド樹脂１００重量部とエポキ
シ樹脂（油化シェルエポキシ製 ＹＸ４０００Ｈ）１０
重量部を混合して得られた接着剤樹脂の固形分３５％Ｎ
ＭＰ溶液を、上記のフレキシブルプリント回路用基板の
ポリイミド樹脂層面の上にバーコータで塗布し、８０℃
で１０分、１５０℃で１０分、１８０℃で１０分乾燥さ
せて、１０μｍの接着剤樹脂層を形成した。得られた接
着剤付きフレキシブルプリント回路用基板は、カールが
無く、ポリイミド樹脂層と銅箔の界面のピール強度が
１．２kgf/cm、ポリイミド樹脂層と接着剤樹脂層の界面
のピール強度が１．０kgf/cmであった。

【００２２】「実施例２」厚さ１８μｍの圧延銅箔（三
井金属製ＢＳＨ箔）上に、イミド化後の線膨張係数が３
５ｐｐｍのポリアミド酸（デュポン製 カプトン）の固
形分１５％ＮＭＰ溶液を、イミド化後の厚さが２μｍに
なるように塗工し、８０℃で２０分、１５０℃で２０分
乾燥して、第１のポリイミド樹脂層を形成した。次に、
イミド化後の線膨張係数が１２ｐｐｍのポリアミド酸
（宇部興産製 ＵワニスＳ）の固形分１３％ＮＭＰ溶液
を、イミド化後の厚みが１０μｍになるように塗工し、
８０℃で２０分、１５０℃で２０分、２００℃で２０分
乾燥して第２のポリイミド樹脂層を形成した。さらに第
２のポリイミド樹脂層の上に、第１のポリイミド樹脂層
に使用した物と同じポリアミド酸溶液を使用して、イミ
ド化後の厚さが１μｍになるように塗工し、８０℃で２
０分、１５０℃で２０分、２５０℃で２０分乾燥して、
第１と第２と第３のポリイミド樹脂層を形成したフレキ
シブルプリント回路用基板を得た。窒素雰囲気中でこの
フレキシブルプリント回路用基板を３８０℃で２時間加
熱して、各層のイミド化反応を行った。次に、上記合成
例で得られたシリコーン変性ポリイミド樹脂１００重量
部とエポキシ樹脂１０重量部を混合して得られた接着剤
樹脂の固形分３５％ＮＭＰ溶液を、上記のフレキシブル
プリント回路用基板のポリイミド樹脂層面の上に塗布
し、８０℃で１０分、１５０℃で１０分、１８０℃で１
０分乾燥させて、１０μｍの接着剤樹脂層を形成した。
得られた接着剤付きフレキシブルプリント回路用基板
は、カールが無く、ポリイミド樹脂層と銅箔の界面のピ
ール強度が１．２kgf/cm、ポリイミド樹脂層と接着剤樹
脂層の界面のピール強度が１．４kgf/cmであった。

【００２３】「実施例３」厚さ１８μｍの圧延銅箔（三
井金属製ＢＳＨ箔）上に、イミド化後の線膨張係数が３
５ｐｐｍのポリアミド酸の固形分１５％ＮＭＰ溶液（デ
ュポン社製 カプトン）を、イミド化後の厚さが３μｍ
になるように塗工し、８０℃で２０分、１５０℃で２０
分乾燥して、第１のポリイミド樹脂層を形成した。次
に、イミド化後の線膨張係数が１２ｐｐｍのポリアミド
酸（宇部興産製 ＵワニスＳ）の固形分１３％ＮＭＰ溶
液を、イミド化後の厚みが２５μｍになるように塗工
し、８０℃で２０分、１５０℃で２０分、２５０℃で２
０分乾燥して第２のポリイミド樹脂層を形成した。さら
に第２のポリイミド樹脂層の上に、第１のポリイミド樹
脂層に使用した物と同じポリアミド酸溶液を使用して、
イミド化後の厚さが１μｍになるように塗工し、８０℃
で２０分、１５０℃で２０分、２５０℃で２０分乾燥し
て、第１と第２と第３のポリイミド樹脂層を形成したフ
レキシブルプリント回路用基板を得た。窒素雰囲気中で
このフレキシブルプリント回路用基板を３８０℃で２時
間加熱して、各層のイミド化反応を行った。窒素雰囲気
中でこのフレキシブルプリント回路用基板を３８０℃で
２時間加熱して、各層のイミド化反応を行った。次に、
上記合成例で準備したシリコーン変性ポリイミド樹脂１
００重量部とエポキシ樹脂（油化シェルエポキシ製 Ｙ
Ｘ４０００Ｈ）１０重量部を混合して得られた接着剤樹
脂の固形分３５％ＮＭＰ溶液を、上記のフレキシブルプ
リント回路用基板のポリイミド樹脂層面の上にバーコー
タで塗布し、８０℃で１０分、１５０℃で１０分、１８
０℃で１０分乾燥させて、１０μｍの接着剤樹脂層を形
成した。得られた接着剤付きフレキシブルプリント回路
用基板は、カールが無く、ポリイミド樹脂層と銅箔の界
面のピール強度が１．３kgf/cm、ポリイミド樹脂層と接
着剤樹脂層の界面のピール強度が１．２kgf/cmであっ
た。

【００２４】「比較例１」厚さ１８μｍの圧延銅箔（三
井金属製 ＢＳＨ箔）上に、イミド化後の線膨張係数が
１２ｐｐｍのポリアミド酸（宇部興産製 ＵワニスＳ）
の１５重量％ＮＭＰ溶液を塗布し、８０℃で２０分、１
５０℃で２０分、２５０℃で２０分乾燥させた後、窒素
雰囲気中で３８０℃で２時間乾燥して、厚みが１２μｍ
のポリイミド樹脂絶縁層付きフレキシブルプリント回路
用基板を得た。上記の合成例で準備したシリコーン変性
ポリイミド樹脂１００重量部と、エポキシ樹脂（油化シ
ェルエポキシ製 ＹＸ４０００Ｈ）１０重量部を混合し
て得られた接着剤樹脂の固形分３５％ＮＭＰ溶液を、上
記のフレキシブルプリント回路用基板のポリイミド樹脂
層面の上にバーコータで塗布し、８０℃で１０分、１５
０℃で１０分、１８０℃で１０分乾燥させて、１０μｍ
の接着剤樹脂層を形成した。このようにして得られた接
着剤付きフレキシブルプリント回路用基板は、カールは
無かったが、銅箔とポリイミド樹脂層の界面のピール強
度が０．２kgf/cmと低く、また、接着剤樹脂層とポリイ
ミド樹脂層の界面のピール強度も０．５kgf/cmと低いも
のであった。

【００２５】「比較例２」厚さ１８μｍの圧延銅箔（三
井金属製ＢＳＨ箔）上に、イミド化後の線膨張係数が１
２ｐｐｍのポリアミド酸（宇部興産製 ＵワニスＳ）の
固形分１３％ＮＭＰ溶液を、イミド化後の厚さが１０μ
ｍになるように塗工し、８０℃で２０分、１５０℃で２
０分乾燥して、第１のポリイミド樹脂層を形成した。次
に、イミド化後の線膨張係数が３５ｐｐｍであるポリア
ミド酸（デュポン社製カプトン）の固形分１３％ＮＭＰ
溶液を、イミド化後の厚みが３μｍになるように塗工
し、８０℃で２０分、１５０℃で２０分、２００℃で２
０分乾燥して、第１と第２のポリイミド樹脂層を形成し
たフレキシブルプリント回路用基板を得た。窒素雰囲気
中でこのフレキシブルプリント回路用基板を３８０℃で
２時間加熱して、各層のイミド化反応を行った。次に、
上記合成例で準備したシリコーン変性ポリイミド樹脂１
００重量部とエポキシ樹脂（油化シェルエポキシ製ＹＸ
４０００Ｈ）１０重量部を混合して得られた接着剤樹脂
の固形分３５％ＮＭＰ溶液を、上記のフレキシブルプリ
ント回路用基板のポリイミド樹脂層面の上に塗布し、８
０℃で１０分、１５０℃で１０分、１８０℃で１０分乾
燥させて、１０μｍの接着剤樹脂層を形成した。得られ
た接着剤付きフレキシブルプリント回路用基板は、銅箔
を外側にして曲率半径３０ｍｍでカールが発生した。ま
た、接着剤樹脂層とポリイミド樹脂層の界面ピール強度
は１．２Kgf/cmと良好であったが、ポリイミド樹脂層と
銅箔の界面のピール強度は０．２kgf/cmと低いものであ
った。

【００２６】

【発明の効果】本発明の接着剤付きフレキシブルプリン
ト回路用基板の製造方法によれば、回路形成後に、別の
回路基板と張り合わせたり、半導体素子や電気・電子部
品を接着固定する事ができ、カールが無く、層間の密着
力が高く、耐熱性の良い接着剤付きフレキシブルプリン
ト回路用基板を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接着剤付きフレキシブル回路板の第１
の構成を説明する図。

【図２】本発明の接着剤付きフレキシブル回路板の第２
の構成を説明する図。

【符号の説明】

１：第１のポリイミド樹脂層 ２：第２のポリイミド樹脂層 ３：接着剤樹脂層 ４：銅箔 ５：第３のポリイミド樹脂層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅箔上に、厚さ０．５から５μｍで線膨
   張係数が１５から４５ｐｐｍの第１のポリイミド樹脂層
   と、厚さ２から３０μｍで線膨張係数が５から２０ｐｐ
   ｍの第２のポリイミド樹脂層、厚さ２から２０μｍの接
   着剤樹脂層が積層された接着剤付きフレキシブルプリン
   ト回路用基板。
2. 【請求項２】 銅箔上に、厚さ０．５から５μｍで線膨
   張係数が１５から４５ｐｐｍの第１のポリイミド樹脂層
   と、厚さ２から３０μｍで線膨張係数が５から２０ｐｐ
   ｍの第２のポリイミド樹脂層、厚さ０．５から５μｍで
   線膨張係数が１５から４５ｐｐｍの第３のポリイミド樹
   脂層、および厚さ２から２０μｍの接着剤樹脂層が積層
   された接着剤付きフレキシブルプリント回路用基板。
3. 【請求項３】 接着剤樹脂が、シリコーン変性ポリイミ
   ド樹脂とエポキシ樹脂の混合物である、請求項１または
   請求項２に記載の接着剤付きフレキシブルプリント回路
   用基板。
4. 【請求項４】 銅箔が圧延銅箔である、請求項１または
   請求項２に記載の接着剤付きフレキシブルプリント回路
   用基板。