JP2008123869A - フレキシブルヒーター及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、リード線が接合された端子部も含む発熱体回路が多層ポリイミドフィルムで熱融着によって被覆されており、端子部がその周辺に空間を残さないように充填され且つ接着性が良好な極めて耐熱性が優れたフレキシブルヒーター及びその製造方法を提供することである。
【解決手段】 少なくとも、１〜１０μｍ厚の熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルム（Ａ）及び（Ｂ）、リード線が接合された端子部を有する発熱体回路（Ｃ）、及びガラス転移温度が２００〜３００℃の熱可塑性ポリイミド樹脂（Ｄ）からなり、端子部を含む発熱体回路（Ｃ）が多層ポリイミドフィルム（Ａ）及び（Ｂ）の間に挟まれて熱融着されており、更に発熱体回路（Ｂ）のリード線が接合された端子部の周辺の空隙が熱可塑性ポリイミド樹脂（Ｄ）によって充填され且つ熱融着されていることを特徴とするフレキシブルヒーターに関する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、リード線が接合された端子部を含む発熱体回路が多層ポリイミドフィルムで熱融着によって被覆されており、端子部がその周辺に空間を残さないように充填され且つ接着性が良好な極めて耐熱性が優れたフレキシブルヒーター及びその製造方法に関する。

発熱体回路をポリイミドフィルムで積層被覆したフレキシブルヒーターについては、特許文献１、２などで既に提案されている。
特許文献１では、ポリイミド系の接着剤を介して被覆されている。特許文献２では、熱融着層を有する多層ポリイミドフィルムで熱融着によって被覆されたフレキシブルヒーターが提案されているが、リード線を接合する端子部は被覆されていなかった。
特開平０１−１７３５９１号公報 特開２００４−３５５８８２号公報

本発明の目的は、リード線が接合された端子部も含む発熱体回路が多層ポリイミドフィルムで熱融着によって被覆されており、端子部がその周辺に空間を残さないように充填され且つ接着性が良好な極めて耐熱性が優れたフレキシブルヒーター及びその製造方法を提供することである。

すなわち、本発明は、少なくとも、１〜１０μｍ厚の熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルム（Ａ）及び（Ｂ）、リード線が接合された端子部を有する発熱体回路（Ｃ）、及びガラス転移温度が２００〜３００℃の熱可塑性ポリイミド樹脂（Ｄ）からなり、端子部を含む発熱体回路（Ｃ）が多層ポリイミドフィルム（Ａ）及び（Ｂ）の間に挟まれて熱融着されており、更に発熱体回路（Ｂ）のリード線が接合された端子部の周辺の空隙が熱可塑性ポリイミド樹脂（Ｄ）によって充填され且つ熱融着されていることを特徴とするフレキシブルヒーターに関する。

また、本発明は、多層ポリイミドフィルム（Ａ）及び（Ｂ）の熱融着性ポリイミド表面層のガラス転移温度が２００〜３００℃であり、且つ熱融着性ポリイミド表面層を除いたポリイミド層のガラス転移温度が３００℃以上であることを特徴とする前記フレキシブルヒーター、熱可塑性ポリイミド樹脂（Ｄ）が、繰返し単位の主鎖に複数のエーテル結合を有するポリイミド樹脂であることを特徴とする前記フレキシブルヒーター、端子部を含む発熱体回路（Ｃ）を多層ポリイミドフィルム（Ａ）及び（Ｂ）の間に挟んで熱融着させた積層体の接着力が、９０°剥離で５００ｇ／ｃｍ以上であることを特徴とする前記フレキシブルヒーター、発熱体回路（Ｃ）がステンレス箔又はニッケル合金箔からなることを特徴とする前記フレキシブルヒーター、端子部がリード線に接合された端子板と発熱体回路の端子とが溶接で接合されて構成されていることを特徴とする前記フレキシブルヒーター、端子部の端子板が折り返されており、折り返しの重なり部の間が熱可塑性ポリイミド樹脂（Ｄ）によって充填され且つ熱融着されていることを特徴とする前記フレキシブルヒーター、及びＡＳＴＭ Ｅ５９５−９３に従って測定した質量損失が１％以下であり且つ再凝縮質量比が０．１％以下であることを特徴とする前記フレキシブルヒーターに関する。

さらに、本発明は、（１）１〜１０μｍ厚の熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルムと端子部を有する発熱体回路とが熱融着ポリイミド表面層を介して熱融着した積層体を形成する工程、（２）積層体の発熱体回路の端子部にリード線を接続する工程、（３）積層体の発熱体回路の端子部とその周辺部とを覆うようにガラス転移温度が２００〜３００℃の熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを配置し、更にそれらの上から、端子部を含む発熱体回路を覆うように１〜１０μｍ厚の熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルムを熱融着性ポリイミド表面層が発熱体回路と接するように被せて加熱加圧して、積層体、熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム、及び多層ポリイミドフィルムとを熱融着させる工程、からなるフレキシブルヒーターの製造方法に関する。

また、本発明は、端子部をリード線に接合された端子板と発熱体回路の端子とを溶接で接合して構成しており、（３）の工程において、端子板を折り返し、折り返しの重なり部の間にガラス転移温度が２００〜３００℃の熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムが挿入され、次いで端子部とその周辺部とを覆うようにガラス転移温度が２００〜３００℃の熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを配置することを特徴とする前記フレキシブルヒーターの製造方法に関する。

本発明において、端子部とは、発熱体回路の端子とリード線とが接合された部分のことであるが、リード線が直接発熱体回路の端子と接合されて構成されていてもよく、或いはリード線がリード線の先端に接合用の端子板を備え、その端子板と発熱体回路の端子とが接合されて構成されたようなものでも構わない。

本発明によって、リード線が接合された端子部を含む発熱体回路が多層ポリイミドフィルムで熱融着によって被覆されており、端子部がその周辺に空間を残さないように充填され且つ接着性が良好な極めて耐熱性が優れたフレキシブルヒーター及びその製造方法を得ることができる。

本発明に用いられる発熱体回路は、線状あるいは箔状の金属からなる発熱体が使用される。材質は、ステンレス、ニッケル合金、カンタル、インコネル、鋳鉄などの電気抵抗を有するものが挙げられ、特に比電気抵抗が３０×１０^−６Ωｃｍ以上のものが好ましい。そして、特にステンレス箔又はニッケル合金箔からなる発熱体回路が好適である。また、発熱体回路には、少なくとも一対の＋極用端子部および−極用端子部が形成されており、この端子部にはリード線が接合されている。

箔で形成された発熱体回路としては、幅が１０μｍ〜２０ｍｍ程度のものが好ましい。また、厚みが５〜１００μｍ程度、特に５〜５０μｍ程度のものが好ましい。

本発明の発熱体回路は、例えば金属箔をそれ自体公知のエッチング法によって、例えばマスクを金属箔に載せて塩化第一鉄溶液でステンレスのような金属箔をエッチングして、ステンレスなどの金属回路をもつ基板を形成する方法によって得ることができる。このような発熱体回路では、金属箔間の空間の幅が５０μｍ〜２０ｍｍ程度の面状のものが好適である。

本発明における熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルムは、表面に熱融着性樹ポリイミド表面層を有する多層のポリイミドフィルムであり、例えば２層あるいは３層構造［熱融着性樹ポリイミド表面層／ポリイミド層（／熱融着性ポリイミド表面層）］の多層ポリイミドフィルムが挙げられる。このような多層ポリイミドフィルムは、例えば熱融着性ポリイミドフィルムを与えるポリイミド前駆体溶液をポリイミド層の少なくとも片面、或いは両面に、共押出し成形法によって積層する方法によって得ることができる。

熱融着性多層ポリイミドフィルムにおける熱融着性ポリイミド表面層は、３００〜４００℃の温度範囲で熱圧着できる熱融着性ポリイミドからなるものが好ましい。好ましくは、熱融着性ポリイミドはガラス転移温度が２００℃〜３００℃である。
熱融着性ポリイミドは好適には１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（以下、ＴＰＥ-Ｒと略記することもある。）と２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（以下、ａ−ＢＰＤＡと略記することもある。）とから製造される。また、熱融着性ポリイミドとしては、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）−２，２−ジメチルプロパン（ＤＡＮＰＧ）と４，４’−オキシジフタル酸二無水物（ＯＤＰＡ）とから製造される。あるいは、４，４’−オキシジフタル酸二無水物（ＯＤＰＡ）およびピロメリット酸二無水物と１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンとから製造される。また、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼンと３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物とから、あるいは３，３’−ジアミノベンゾフェノンおよび１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼンと３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物とから製造される。さらに、テトラカルボン酸成分中、１００モル％中の１２〜２５モル％がピロメリット酸二無水物、５〜１５モル％が３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、残部が３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物であり、ジアミン成分として１、３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを必須成分とし、ＤＳＣ測定によりＴｇが観測できる熱融着性ポリイミドも好適である。
この熱融着性ポリイミドは、前記熱融着性を損なわない範囲で他のテトラカルボン酸二無水物、例えば３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３、４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物などで置き換えられてもよい。

熱融着性のポリイミドは、前記各成分と、さらに場合により他のテトラカルボン酸二無水物および他のジアミンとを、有機溶媒中、約１００℃以下、特に２０〜６０℃の温度で反応させてポリアミック酸の溶液とし、このポリアミック酸の溶液をド−プ液として使用できる。

前記熱融着性ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液は、酸成分のモル数がジアミンのモル数に対する比として、好ましくは０．９２〜１．１、特に０．９８〜１．１、そのなかでも特に０．９９〜１．１であるような割合が好ましい。また、ポリアミック酸のゲル化を制限する目的でリン系安定剤、例えば亜リン酸トリフェニル、リン酸トリフェニル等をポリアミック酸重合時に固形分（ポリマ−）濃度に対して０．０１〜１％の範囲で添加することができる。また、イミド化促進の目的で、溶液中に塩基性有機化合物系触媒を添加することができる。例えば、イミダゾ−ル、２−イミダゾ−ル、１，２−ジメチルイミダゾ−ル、２−フェニルイミダゾ−ルなどをポリアミック酸（固形分）に対して０．０１〜２０重量％、特に０．５〜１０重量％の割合で使用することができる。これらは比較的低温でポリイミドフィルムを形成するため、イミド化が不十分となることを避けるために使用する。また、接着強度の安定化の目的で、熱融着性の芳香族ポリイミド原料ド−プに有機アルミニウム化合物、無機アルミニウム化合物または有機錫化合物を添加してもよい。例えば水酸化アルミニウム、アルミニウムトリアセチルアセトナ−トなどをポリアミック酸（固形分）に対してアルミニウム金属として１ｐｐｍ以上、特に１〜１０００ｐｐｍの割合で添加することができる。

前記のポリアミック酸製造に使用する有機溶媒は、高耐熱性の芳香族ポリイミドおよび熱融着性の芳香族ポリイミドのいずれに対しても、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、Ｎ−メチルカプロラクタム、クレゾ−ル類などが挙げられる。これらの有機溶媒は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明の多層ポリイミドフィルムの熱融着性ポリイミド表面層を除いたポリイミド層を形成するポリイミドは、好適にはガラス転移温度が３００℃以上或いはガラス転移温度を示さない高耐熱性ポリイミドであることが好適である。前記高耐熱性ポリイミドは、好適には３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（以下単にｓ−ＢＰＤＡと略記することもある。）とパラフェニレンジアミン（以下単にＰＰＤと略記することもある。）と場合によりさらに４，４’−ジアミノジフェニルエ−テル（以下単にＤＡＤＥと略記することもある。）および／またはピロメリット酸二無水物（以下単にＰＭＤＡと略記することもある。）とから製造される。この場合ＰＰＤ／ＤＡＤＥ（モル比）は１００／０〜８５／１５であることが好ましい。また、ｓ−ＢＰＤＡ／ＰＭＤＡは１００：０−５０／５０であることが好ましい。
また、前記高耐熱性ポリイミドは、ピロメリット酸二無水物とパラフェニレンジアミンおよび４，４’−ジアミノジフェニルエ−テルとから製造される。この場合ＤＡＤＥ／ＰＰＤ（モル比）は９０／１０〜１０／９０であることが好ましい。
さらに、前記高耐熱性ポリイミドは、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）およびピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）とパラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）および４，４’−ジアミノジフェニルエ−テル（ＤＡＤＥ）とから製造される。この場合、酸二無水物中ＢＴＤＡが２０〜９０モル％、ＰＭＤＡが１０〜８０モル％、ジアミン中ＰＰＤが３０〜９０モル％、ＤＡＤＥが１０〜７０モル％であることが好ましい。
前記高耐熱性ポリイミドでは、その物性を損なわない範囲で、他の種類の芳香族テトラカルボン酸二無水物や芳香族ジアミン、例えば４，４’−ジアミノジフェニルメタン等を使用してもよい。

前記の共押出し−流延製膜法においては、例えば前記高耐熱性ポリイミドのポリアミック酸溶液の片面あるいは両面に熱融着性ポリイミドの前駆体溶液を共押出して、これをステンレス鏡面、ベルト面等の支持体面上に流延塗布し、１００〜３００℃で半硬化状態またはそれ以前の乾燥状態とすることが好ましい。この半硬化状態またはそれ以前の状態とは、加熱および／または化学イミド化によって自己支持性の状態にあることを意味する。前記の共押出しは、例えば特開平３−１８０３４３号公報（特公平７−１０２６６１号公報）に記載の共押出法によって二層あるいは三層の押出し成形用ダイスに供給し、支持体上にキャストしておこなうことができる。

前記の高耐熱性ポリイミドを与える押出し物層の片面あるいは両面に、熱融着性ポリイミドを与えるポリアミック酸溶液を積層して多層フィルム状物を形成して乾燥後、熱融着性ポリイミドのガラス転移温度（Ｔｇ）以上で劣化が生じる温度以下の温度、好適には最高加熱温度が３７５℃以上５５０℃以下の温度で加熱して乾燥およびイミド化すれば、高耐熱性ポリイミドの片面あるいは両面に熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルムを好適に得ることができる。

本発明の熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルムは、ポリイミド層（基体層）の厚さは約５〜１００μｍ、特に約７〜５０μｍ程度である。また、熱融着性ポリイミド表面層の厚みは１〜１０μｍ、特に２〜５μｍが好ましい。１μｍ未満では熱融着によって良好な接着性能を得ることが難しくなる。一方、１０μｍを超えると、使用できなくはないが特に効果はなく、むしろ得られるポリイミドヒ−タ−の耐熱性が低下する。
そして、熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルムは、厚みが１０〜１００μｍ、特に１０〜５０μｍ、その中でも１０〜２５μｍであることが好ましい。１０μｍ未満では作製したフィルムの取り扱いが難しく、１００μｍより厚くても特に効果はなく、発熱体と加熱圧着して片側の熱融着性多層ポリイミドフィルムによって発熱体の金属を除く空間を充填する際に困難になり不利である。

本発明の、熱可塑性ポリイミド樹脂は、ポリイミドヒーターを熱融着する際に、熱融着ポリイミド表面層と同様に熱溶融するものであり、好ましくはその温度で適当な流動性を示すものが好適である。したがって、１５０〜３００℃好ましくは２００〜３００℃のガラス転移温度を有するものが好適であり、またポリイミドの繰返し単位の主鎖に２以上の複数のエーテル結合を有するポリイミドが好適である。例えば、酸成分が２，２’−ビス［４−（２，３−ジカルボキシフェンオキシ）フェニル］プロパン二無水物、ジアミン成分がｍ−フェニレンジアミンから得られるポリイミド、酸成分がｓ−ＢＰＤＡとａ−ＢＰＤＡの混合物（混合割合がモル比でｓ−ＢＰＤＡ／ａ−ＢＰＤＡ＝８／２程度）、ジアミン成分が１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンから得られるポリイミド、酸成分がピロメリット酸無水物、ジアミン成分が４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニルから得られるポリイミドなどを好適に挙げることができる。
この熱可塑性ポリイミド樹脂は、限定されるものではないが、厚みが１０μｍ〜５ｍｍ好ましくは１０μ〜５００μｍ程度のフィルムを、必要に応じて重ねて、好適に用いることができる。

本発明では、発熱体回路のリード線が接合された端子部の周辺の空隙が前記熱可塑性ポリイミド樹脂によって充填されている。すなわち、リード線が接合された端子部は、多層ポリイミドフィルムの熱融着性ポリイミド表面層、あるいは端子部に配置された熱可塑性ポリイミド樹脂を介して多層ポリイミドフィルムと接着し、更に端子部の周辺の空隙が熱可塑性ポリイミド樹脂によって充填されており、リード線が接合された端子部を含む発熱体回路が多層ポリイミドフィルムによって被覆され且つ密に一体化された構造になっているために、高温条件で長期間使用しても、ヒーター自信はもちろんリード線が接合された端子部も含めて極めて長期間安定して使用することができる。

本発明のフレキシブルヒ−タ−は、耐熱性試験で引っ張り強度の半減する時間が２００００時間を確保できる温度である長期安全性が確保される温度が約２５０℃以上である。しかも、発熱体回路が金属であり、他の構成材は全てポリイミドで構成され、接着剤は一切使用されていないから、質量損失が１％以下であり且つ再凝縮質量比が０．１％以下である。このため宇宙空間などでも好適に使用することが可能である。

本発明のフレキシブルヒーターの製造方法は、
（１）１〜１０μｍ厚の熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルムと端子部を有する発熱体回路とが熱融着ポリイミド表面層を介して熱融着した積層体を形成する工程、
（２）積層体の発熱体回路の端子部にリード線を接続する工程、
（３）積層体の発熱体回路の端子部とその周辺部とを覆うようにガラス転移温度が２００〜３００℃の熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを配置し、更にそれらの上から、端子部を含む発熱体回路を覆うように１〜１０μｍ厚の熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルムを熱融着性ポリイミド表面層が発熱体回路と接するように被せて加熱加圧して、積層体、熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム、及び多層ポリイミドフィルムとを熱融着させる工程、からなる。

（１）の工程では、まず金属箔と多層ポリイミドフィルムとを熱融着させて金属箔とポリイミドフィルムとからなる積層体を形成し、この金属箔を公知の方法例えば塩化第一鉄溶液を用いるエッチング法によって、所定の発熱体回路を形成することで容易に達成される。金属箔と多層ポリイミドフィルムとの熱融着も従来公知の方法例えば熱プレス法が好適に採用できる。ここで、熱プレスの条件は温度が多層ポリイミドの熱融着ポリイミド表面層が熱溶融するのに十分な温度であればよく、例えば２５０℃〜５５０℃好ましくは３００℃〜４５０℃である。また圧力は、接着性を十分に発現する程度であれば特に限定はないが、例えば０．１〜１００ＭＰａ好ましくは０．１〜５０ＭＰａである。また、熱プレスに際しては、気泡等が残留することを防ぐ目的で、減圧下で行うことが好適である。

（２）の工程は、十分な接続を行うことができるなら、従来公知のいずれの方法を採用しても良いが、溶接法によって好適に行うことができる。また、端子部の平坦性を保つためにリード線の先端に溶接法により金属板からなる端子板を溶接し、その端子板とパラレル溶接で回路の端子に接合することが好ましい。

（３）の工程は、（１）の工程の熱プレスと同様の条件で熱融着できる。熱プレスの条件は３００℃〜３５０℃であり、圧力は０．５〜３ＭＰａであり、減圧下で行うことが好適である。熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムの量と大きさは、リード線が接合された端子部の周辺の空隙が十分に充填される用に適宜選定されるべきである。また、端子部の凸部とその他の部分との段差を調製してより均一に圧力が加わるように、熱融着に際して好ましくは上下に例えば四フッ化樹脂板のような耐熱性と柔軟性とを合わせ有するクッション材を用いることにより、得られるフレキシブルヒーターのリード線の変形率を良好にできるので好ましい。

以下本発明を実施例によって更に説明するが、本発明は以下の実施例に限定させるものではない。

（ガラス転移温度の測定）
セイコーインスツルメント社製ＳＳＣ５２００ ＤＳＣ３２０によって、窒素中２０℃／分で昇温して示差熱を測定して求めた。

（材料の質量損失及び再凝縮物質量比の測定）
ＡＳＴＭ Ｅ５９５−９３に準拠した。

（９０°ピール強度の測定）
ＩＰＣ−ＦＣ−２４１Ｂに準拠した。

（リード線の変形率）
リード線の変形率は、下記の式に従って求めた。

〔実施例１〕
幅及び長さが１００ｍｍで、全体の厚みが５０μｍで両側に厚みが５μｍの熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルム（宇部興産株式会社製ユーピレックス-VT 質量損失０．６％、再凝縮物比０．００３％、熱融着性ポリイミド表面層のポリイミドのガラス転移温度２４０℃、コアのポリイミド層はガラス転移温度を有さない）と、幅及び長さが１００ｍｍで、厚みが１０μｍであるニッケル−クロム合金（大同スペシャルメタル株式会社製Ｉ−６００−Ｈ）とを重ね、真空プレスを用いて真空下３３０℃で５分間、５ＭＰａの圧力で加圧してシート材を作製した。このシート材の９０°ピール強度は、６００ｇ／ｃｍであった。そして、このシートの金属箔面に感光性ドライフィルムを貼りあわせ、フォトマスクを介して紫外線露光し、アルカリ現像後塩化第二鉄溶液でエッチング及びアルカリ溶液でドライフィルムを除去し、図１のような幅が２５．４ｍｍ、長さが７６．２ｍｍの発熱体回路を有する積層体を形成した。
長さ３００ｍｍのリード線（潤工社製Ｍ８１３８１／１７−２６）の被覆樹脂を剥がした部分と、幅が１．５ｍｍ、長さが１０ｍｍで、厚みが０．１ｍｍのニッケル−コバルト合金（株式会社ニラコ製コバール）の全面に１．８μｍの金メッキを施した端子板を、図２のように溶接で接合してリード線に端子板を接合し、次にリード線の端子板を図３のように溶接で発熱体回路の端子に溶接して接合した。

〔実施例２〕
実施例１で得た発熱体回路の端子部の端子板を図４のように折り返し、端子板の折り返した間に幅及び長さが７ｍｍで、厚みが１００μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム（三菱樹脂株式会社製スペリオＵＴ 質量損失０．４％、再凝縮物量比０．００２％）を３枚置き、もう一枚を端子板の上に置いて、更にその上から幅が２５．４ｍｍ、長さが７６．２ｍｍで、全体の厚みが５０μｍで両側に厚みが５μｍの熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルム（宇部興産株式会社製ユーピレックス-VT 質量損失０．６％、再凝縮物比０．００３％、熱融着性ポリイミド表面層のポリイミドのガラス転移温度２４０℃、コアのポリイミド層はガラス転移温度を有さない）を重ねた。
そして、クッション材として厚みが３ｍｍの四ふっ化エチレン樹脂板（日本バルカー工業株式会社製バルフロン）を用いて図５のように積層した後、真空プレス（北川精機株式会社製ホット・コールドプレス）に投入し、室温下真空プレス内を真空とし、加熱を開始し４０分で２３０℃まで昇温及びその温度で３０分放置後、２ＭＰａの圧力で加圧した。次いで、加圧したまま２０分で３３０℃まで昇温及びその温度で５分放置後、その状態のまま室温まで冷却し、フレキシブルヒーターを得た。
得られたヒーターのリード線の変形率は５％と良好であった。また、得られたヒーターの多層ポリイミドフィルム同士の９０°ピール強度は１ｋｇ／ｃｍであり、多層ポリイミドフィルムとニッケル−クロム合金箔の９０°ピール強度は６００ｇ／ｃｍであった。

〔実施例３〕
熱可塑性ポリイミドフィルムを酸成分がｓ−ＢＰＤＡとａ−ＢＰＤＡの混合物（混合割合がモル比でｓ−ＢＰＤＡ／ａ−ＢＰＤＡ＝８／２）、ジアミン成分が１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンから得られるポリイミドからなる熱可塑性ポリイミドフィルムにしたこと以外は、実施例２と同様に行ってフレキシブルヒーターを得た。得られたヒーターのリード線を接合した端子部の多層ポリイミドフィルムを手で剥がそうとしたが、フィルムが破損し、端子部の表面（端子部とフィルムとの界面）で剥離することはなかった。

〔参考例１〕
幅及び長さが１００ｍｍで、全体の厚みが５０μｍで両側に厚みが５μｍの熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルム（宇部興産株式会社製ユーピレックス-VT、質量損失０．６％、再凝縮物比０．００３％、熱融着性ポリイミド表面層のポリイミドのガラス転移温度２４０℃、コアのポリイミド層はガラス転移温度を有さない）の２枚の間に、幅及び長さが１００ｍｍで厚みが１００μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム（三菱樹脂株式会社製スペリオＵＴ 質量損失０．４％、再凝縮物量比０．００２％）を挟み実施例２と同様の条件で積層しプレスして熱融着させた。この積層体を試料として、多層ポリイミドフィルムと熱可塑性ポリイミドフィルム間の９０°ピール強度を測定したところ、２ｋｇ／ｃｍまで測定したところで引っ張っている側のフィルムが破断した。このことから、多層ポリイミドフィルムと熱可塑性ポリイミドフィルム間の９０°ピール強度は２ｋｇ／ｃｍ以上あることが判った。

本発明によって、リード線が接合された端子部を含む発熱体回路が多層ポリイミドフィルムで熱融着によって被覆されており、端子部がその周辺に空間を残さないように充填され且つ接着性が良好な極めて耐熱性が優れたフレキシブルヒーター及びその製造方法を得ることができる。このフレキシブルヒーターは極めて厳しい温度環境化や宇宙空間においても高い信頼性を持って使用することができる。

：発熱体回路を有する発熱体回路と多層ポリイミドフィルムの積層体の模式図 ：端子板を取り付けたリード線の模式図 ：リード線を取り付けた発熱体回路と多層ポリイミドフィルムの積層体の模式図 ：リード線を取り付けた発熱体回路と多層ポリイミドフィルムの積層体の模式図（端子板を折り曲げた後） ：リード線を取り付けた発熱体回路と多層ポリイミドフィルムの積層体の端子部に熱可塑性ポリイミド樹脂を配置し、更に多層ポリイミドフィルムを重ね熱プレスを行うときの模式図

符号の説明

１１ 多層ポリイミドフィルム
１２ エッチングで形成したニッケル−クロム合金からなる発熱体回路
１３ａ、１３ｂ 回路の端子部の位置
１４ａ、１４ｂ 端子板
１５ａ、１５ｂ リード線
１６ａ、１６ｂ リード線の被覆樹脂を剥がした部分
１７ａ、１７ｂ リード線と端子板の溶接位置
１８ａ、１８ｂ 端子板と回路基板端子部の溶接位置
１９ 図４の積層体
２０ 回路基板を被覆するための多層ポリイミドフィルム
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 端子部を充填するための熱可塑性ポリイミドフィルム
２２ａ、２２ｂ ２ｍｍ厚のステンレス板
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ １２．５μｍ厚のポリイミドフィルム（宇部興産株式会社製ユーピレックスＳ）
２４ 四ふっ化エチレン樹脂板からなるクッション材

Claims (10)

1. 少なくとも、１〜１０μｍ厚の熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルム（Ａ）及び（Ｂ）、リード線が接合された端子部を有する発熱体回路（Ｃ）、及びガラス転移温度が２００〜３００℃の熱可塑性ポリイミド樹脂（Ｄ）からなり、
   端子部を含む発熱体回路（Ｃ）が多層ポリイミドフィルム（Ａ）及び（Ｂ）の間に挟まれて熱融着されており、更に発熱体回路（Ｂ）のリード線が接合された端子部の周辺の空隙が熱可塑性ポリイミド樹脂（Ｄ）によって充填され且つ熱融着されていることを特徴とするフレキシブルヒーター。
2. 多層ポリイミドフィルム（Ａ）及び（Ｂ）の熱融着性ポリイミド表面層のガラス転移温度が２００〜３００℃であり、且つ熱融着性ポリイミド表面層を除いたポリイミド層のガラス転移温度が３００℃以上であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルヒーター。
3. 熱可塑性ポリイミド樹脂（Ｄ）が、繰返し単位の主鎖に複数のエーテル結合を有するポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載のフレキシブルヒーター。
4. 端子部を含む発熱体回路（Ｃ）を多層ポリイミドフィルム（Ａ）及び（Ｂ）の間に挟んで熱融着させた積層体の接着力が、９０°剥離で５００ｇ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフレキシブルヒーター。
5. 発熱体回路（Ｃ）がステンレス箔又はニッケル合金箔からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフレキシブルヒーター。
6. 端子部がリード線に接合された端子板と発熱体回路の端子とが溶接で接合されて構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフレキシブルヒーター。
7. 端子部の端子板が折り返されており、折り返しの重なり部の間が熱可塑性ポリイミド樹脂（Ｄ）によって充填され且つ熱融着されていることを特徴とする請求項６に記載のフレキシブルヒーター。
8. ＡＳＴＭ Ｅ５９５−９３に従って測定した質量損失が１％以下であり且つ再凝縮質量比が０．１％以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフレキシブルヒーター。
9. （１）１〜１０μｍ厚の熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルムと端子部を有する発熱体回路とが熱融着ポリイミド表面層を介して熱融着した積層体を形成する工程、
   （２）積層体の発熱体回路の端子部にリード線を接続する工程、
   （３）積層体の発熱体回路の端子部とその周辺部とを覆うようにガラス転移温度が２００〜３００℃の熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを配置し、更にそれらの上から、端子部を含む発熱体回路を覆うように１〜１０μｍ厚の熱融着性ポリイミド表面層を有する多層ポリイミドフィルムを熱融着性ポリイミド表面層が発熱体回路と接するように被せて加熱加圧して、積層体、熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム、及び多層ポリイミドフィルムとを熱融着させる工程、
   からなるフレキシブルヒーターの製造方法。
10. 端子部をリード線に接合された端子板と発熱体回路の端子とを溶接で接合して構成しており、（３）の工程において、端子板を折り返し、折り返しの重なり部の間にガラス転移温度が２００〜３００℃の熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムが挿入され、次いで端子部とその周辺部とを覆うようにガラス転移温度が２００〜３００℃の熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを配置することを特徴とする請求項９に記載のフレキシブルヒーターの製造方法。

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