JP2598694B2 - フレキシブル印刷配線板用積層体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はサブトラクティブ法によるフレキシブル印刷
配線板製造に用いられる積層体に関する。

〔従来の技術〕

印刷配線板を製造するには通常サブトラクティブ法、
アディティブ法、あるいは導電性インク印刷法などの方
法が用いられているが、本発明はこれらのうち特にサブ
トラクティブ法すなわち回路部品を接続する電気配線を
パターン化したものをエッチング等により絶縁物上に再
現する方法（エッチドフォイル法ともいう）に有効な新
規な積層体を提供しようとするものである。

従来、サブトラクティブ法に用いられてきた銅張積層
板は基材を接着剤で積層したものに銅箔を張り合わせた
ものを通常用いている。そして近年その需要がとみに高
まってきたフレキシブルプリント配線板（以下FPCとい
う）には基材としてポリエステル、ポリイミド等のフィ
ルムを用いてエポキシ系等の接着剤で銅箔を張り合わせ
たものが一般に使用されている。

しかるところ、最近の電子、電気機器の小形化、高性
能化の傾向はFPCに対しても厳しい耐熱性、高機能性、
易組立性を求めている。

ところが、肝心のフレキシブル銅張基板の方は基材を
ポリイミド等の耐熱性、高機能性のものにしてみても、
介在する接着剤が耐熱性が充分でないため、全体として
該要求にこたえ得てはいないというのが現状である。し
かも該接着剤を用いる現行法の問題点は配線板の接続、
配線方式、及び組立て工程上から開発された両面の任意
の場所が露出している両面露出構造フレキシブルプリン
ト配線板（以下DFPCと略記する）を製造する際には顕著
に呈出されるのである。

すなわち、該接着剤があるために通常のサブトラクテ
ィブ法をそのまま適用することができず、これを解決す
るため開発されたベースエッチング法は特別に製造され
た高価な積層板が必要であり、また、後ラミネート法或
いは先ラミネート法をとる場合にはカバーレイ又はベー
スフィルムを予め回路パターンに合せて穴明け加工した
ものを用いなければならず、位置合せ等の極めて高度な
技術が必要となり、いずれも工業的に優れた方法とはな
り得ていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記した印刷配線板特にFPCに対して最近強
く希求されている接着剤による耐熱性及び電気特性の低
下がなく、且つ高密度な実装を可能にする例えばDFPC等
の簡便な工業的製法を実現し、しかも製法上数々の利点
を有する印刷法によるカバーレイを可能にするとともに
従来の硬質印刷配線板の製造設備の転用も可能にする新
たなフレキシブル印刷配線板用積層体を開発することを
課題とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記課題を解決するため印刷配線板に用
いられる銅張積層体について鋭意研究を重ねた結果、印
刷配線板を製造する際、金属導体層に特殊な裏打ち材を
積層したフレキシブル印刷配線板用積層体を用い、所定
の工程で導体パターンを形成し、ついで溶剤可溶性耐熱
樹脂でオーバーコートをした後で該裏打ち材を引き剥が
すという方法をとることにより上記課題を達成できるこ
とを見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は導体パターン形成用金属導体層と可
剥離性裏打ち材層とからなるフレキシブル印刷配線板の
製造に用いる積層体において、該可剥離性裏打ち材層
が、前記製造の製造工程中耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性
を有し、且つその工程途中で金属層から剥離するのに充
分な強度と金属層を支持し得る剛性を有する金属の箔も
しくはシート又はプラスチックのフィルムもしくはシー
トからなる基材、及び前記の導体パターン形成用金属導
体層に対し180度ピール強度で50〜2000g/25mmの接着力
を有し、乾燥所要時間下で80〜130℃の耐熱性があり、
且つ上記の製造工程におけるパターン形成、エッチング
及びレジスト除去の各工程で使用する薬品類に対して対
薬品性を持ち、オーバーコート樹脂の溶剤に対し耐溶剤
性のある可剥離性接着剤からなる可剥離性裏打ち材層で
あることを特徴とするフレキシブル印刷配線板用積層体
を内容とするものである。

以下本発明を詳細に説明する。

本発明で用いる裏打ち材は特定の基材と一定の要件を
有する可剥離性接着剤とから出来ている。

この裏打ち材の最大の特徴は従来の印刷配線板銅張積
層板における基板及び接着剤が製品である印刷配線板の
中に製品の一部として残るものであるのに対し、印刷配
線板の製造工程の途中、すなわち、表側のオーバーコー
トを、次いで予備乾燥を施した後で金属導体層から剥離
され、製品である印刷配線板の中には全く残存しないと
いうところにある。

この特徴があるために従前のサブトラクティブ法では
実現不可能であった接着剤のない基板とカバーレイと導
体層からなる印刷配線板が具現化したのである。

加えて、基板材に適当な剛性の靭性を有するものを用
いた場合には、従前の硬質プリント配線板用の設備を転
用することが可能となり、設備費の点からも作業性の点
からも大幅な合理化が可能となったのである。しかも本
発明者ら等が先に開発したポリイミド系可溶性耐熱性樹
脂をこれに併用した場合には、当業界の夢であった耐熱
性低下の原因となっていた接着剤のない印刷配線板を生
み出すとともに該接着剤の使用を不要とする印刷法によ
るオーバーコートを実現し、且つ、DFPCを極めて簡単且
つ容易に製造することが可能となったのである。

このような効果を有する本発明にとって、裏打ち材中
に使用される可剥離性接着剤の役割は大なるものがあ
り、次の条件を満たすものでなければならない。

導体パターン形成され第１のオーバーコートが施さ
れるまでの間、金属箔などの導体層が支持体である基材
層に充分保持される程度の接着力を有していること、 しかも第１のオーバーコートがなされ予備乾燥工程
が終了した時点で当該裏打ち材全体が後に残るオーバー
コート層と導体パターンを破壊することなくきれいに剥
離できる程度の接着力であること、 溶剤可溶性耐熱性樹脂溶液の溶剤に耐性を有してい
ること、 且つそれを用いたオーバーコート（パターンコー
ト）後の乾燥工程に耐え得る耐熱性を有すること、 導体パターン形成に用いられる各種薬剤例えばレジ
スト現像液、レジスト剥離剤、導体エッチング剤に対す
る耐薬品性を有すること、 である。

具体的には上記及びを充足するためには導体層の
表面状態等により変動があるが、一般的には180度ピー
ル強度で50g/25mm〜2500g/25mm、好ましくは200〜1000g
/25mmの接着力が必要である。また、に関してはポリ
イミド系樹脂溶液、特に本発明者らが先に開発した優れ
た特徴を有する極性有機溶媒可溶性芳香族ポリアミドイ
ミド樹脂溶液を用いた場合に最もよい効果が得られるの
でこれらを溶解する溶剤、例えばN,N−ジメチルホルム
アミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホ
キシド、Ｎ−メチル−２ピロリドン、ヘキサメチルホス
ホルアミド、ハロゲン化クレゾール又はこれらの混合溶
媒等に対し耐溶剤性を有していなければならない。

さらに耐熱性としては130℃/45分〜80℃/20分程度の
耐熱性が必要である。

パターン形成等の工程では、耐薬品性としては具体的
にレジストがアルカリ現像タイプのものにあってはNa₂C
O₃、CaCO₃等の水溶液からなる現像液、NaOH、KOH等の水
溶液からなる剥離液に耐性を有する必要があり、また溶
剤現像タイプの場合には1,1,1−トリクロロエタン等の
現像液及び塩化メチレン等の剥離液に耐えるものでなく
てはならない。同様に金属エッチング剤である過酸化水
素−硫酸系、過硫酸塩系、アンモニウム複塩等のアルカ
リ系、塩化第二鉄系、塩化第二銅系等のエッチング剤に
耐える必要がある。

本発明で用いる可剥離性接着剤は上記した要件を具備
するものであればいずれも使用可能であり、市販のポリ
エチレン系、ポリエステル系等の粘接着剤の中から該要
件に適合するものを選出して使用することもできる。こ
れらの中ではポリエチレン系粘接着剤が好ましく、特に
好ましくは高圧法低密度ポリエチレン（HPLD）系又は直
鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE）系の粘接着剤を用い
る。

本発明で用いる基材は導体層の支持体としての強度及
び剛性と印刷配線板製造工程中で上記可剥離剤とともに
剥離できる程度の曲げ強度、靭性及び柔軟性を有してい
る必要がある。

また、該基材は印刷配線板製造工程中で熱変形、破損
を生じない耐熱性を必要とし、上述した可剥離性接着剤
と同様工程中使用される溶剤、薬品類に耐性を有するも
のでなければならない。

以上の要件を満足するものなら金属、プラスチック
ス、紙、不織布、セラミックス、又はそれらを適宜組み
合わせた積層体等いずれの材質、構造のものも使用でき
る。好ましくはアルミニウム、銅、ステンレススチール
等の金属シートもしくは金属箔（より好ましくは大薬品
性向上のため、その外面をプラスチックス等でコーティ
ングしたもの）か、ポリエステル、ポリプロピレン、FP
R等のプラスチックフィルム又はシートである。厚みは
使用目的により選択されるが、通常は0.03〜3mmのもの
が使いやすい。

基材を一定の強度があり剛性及び靭性を有するものに
したときには、従来の硬質（リジット）印刷配線板の製
造設備を用いることが可能になる。従来よりFPC用の製
造設備はコストが高く信頼性に欠ける点があったが、旧
来の硬質PC板製造設備が利用できるということは工業的
に大きな利点といえる。

本発明で用いる導体層は一般に導体として用いられて
いる金属の箔又はシートの層が好ましい。金属としては
銅が最も一般的であるが、他に金、銀、アルミニウム、
錫、ニッケル、錫−鉛、ステンレス鋼等も適宜目的に合
わせて使用できる。

以上の例は良導電体回路板に使用されるものの例であ
るが、本発明は銅−ニッケル、ニッケル−クロム等を導
体とした抵抗回路板にも適用される。

本発明のフレキシブル印刷配線板用積層体は上記の構
成をとるが、これを製造するには次の方法をとればよ
い。

まず前述した基材となる箔、フィルム・シート又は薄
板の上に前記の可剥離性接着剤を塗着、展着、貼着、融
着、その他の方法により積層する。この際、接着材がホ
ットメルト系の接着剤である場合には加熱溶融してコー
トする方法をとる。

以上によって本発明でいう裏打ち材が得られたら、次
にこれの粘、接着剤層側に導体例えば銅等の金属箔を重
ね、ラミネーターを用いて該接着剤に適合した温度、圧
力のもとにラミネートすることにより目的とするフレキ
シブル印刷配線板用積層体が得られる。

次に、本発明のフレキシブル印刷配線板用積層体の使
用方法を説明する。

：本発明印刷配線板用積層（金属層）上にレジストを
コーティングするかDFRをラミネートする ：目的パターンを有するフォトマスクを用いて露光し
レジスト現像を行う。

：金属層をエッチングし所望の導体パターンを得る。

：金属層上のレジストを剥離する。

（注）ここまでは通常の印刷配線板用の銅張積層板の用
法と本質的に変るところはない。

：耐熱性ポリイミド系樹脂溶液を印刷法によりオーバ
ーコートする（カバーレイの付与）。従来は接着剤付き
のカバーレイを用いるのが一般であったため、印刷法は
困難であったが、本発明者らが先に開発したポリイミド
系樹脂を用いることにより一挙に印刷法が可能となっ
た。

：必要により（工程上支持体の剛性を必要とする場合
等）補強用の裏打ち材をオーバーコート側に貼着する。

：最初の積層体にある裏打ち材を剥離する。

：剥離した面にと同様にしてオーバーコートをす
る。

：の裏打ち材を剥離する。

上記〜の工程は本発明の積層体を用いた場合の独
特な工程といえる。

このようにして耐熱性を阻害する接着剤のない印刷配
線板の製造が一挙に実現した。しかもこの方法は極めて
簡便な方法であり、従来のリジット配線板装置の利用も
可能とし、とりわけDFPCの製造には著効のある方法であ
る。

〔実施例〕

以下実施例、応用例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１ 厚さ50μｍのアルミ箔（住軽アルミ箔（株）製）と厚
さ25μｍのポリエステルフィルム（東レ（株）製）をド
ライラミネートし、次にそのアルミ箔側にポリエチレン
系接着剤（東京セロファン紙（株）製：商品名リニアロ
ーデンTUX−TC）をホットメルト法で約30μｍの厚さに
コーティングする。

次いで得られた積層体のポリエチレン系接着剤層側に
厚さ35μｍの電解銅箔（三井金属鉱業（株）製：商品名
3EC−DT35）をラミネーター（旭化成工業（株）製HL−7
00）を使用して、ラミネートロール圧力5Kg/cm²、ラミ
ネートロール温度120℃、ラミネートロールスピード1.5
m/分の条件で貼り合わせる。以上により目的とする印刷
配線板用積層体が得られる。

実施例２ 厚さ125μｍのポリエステルフィルム（東レ（株）製
ルミラー）にアクリル系粘着剤をブレードコートし乾燥
させる。次にその粘着剤に保護PPフィルムを貼り合わせ
て積層物とする（このものは保存可）。

次にこれらに銅箔を積層するため、上記積層物から保
護フィルムを剥がし、その剥離後の面に厚さ35μｍの圧
延銅箔（三井金属鉱業（株）製BSH35）をラミネーター
（旭化成工業（株）製HL−700）を用いて、ラミネート
ロール圧力5Kg/cm²、ラミネートロール温度21℃（室
温）、ラミネートロールスピード1.5m/分の条件で貼り
合わせる。

以上によって目的とする印刷配線板用積層体が得られ
る。

応用例１ 実施例１で得られた印刷配線板用積層体の銅箔面に
市販のドライフィルムフォトレジストを用いてレジスト
パターンを形成する。

市販の銅エッチング剤でで得られたレジストパタ
ーンの露出部分の銅をエッチアウトした後、レジストを
剥離剤で除去し、銅箔回路パターンを得る。

スクリーン印刷法により、この銅箔回路パターン上
に溶剤可溶性ポリアミドイミド樹脂を所望の形にオーバ
ーコートし、130℃で20分間乾燥する。

可溶性ポリアミドイミドでオーバーコートされた
の面にシリコーン系接着剤20μｍを用いてステンレスス
チールの100μｍ箔を貼り合せる。

次にこれに前期の印刷配線板用積層体のアルミ箔と
ポリエステルフィルムとポリエチレン系感熱接着剤とか
らなる裏打ち材を銅箔パターンから引き剥がす。

で得たステンレススチールで支持された銅箔回路
の露出した面をスクリーン印刷法により、溶剤可溶性ポ
リアミドイミド樹脂溶液で所望な形にオーバーコート
し、130℃で20分間乾燥する。

ステレススチール箔とシリコーン系接着剤を同時に
のポリアミドイミド系樹脂でコートされた銅箔パター
ンから引き剥がす。

さらにこのポリアミドイミド樹脂でコートされた銅
箔パターンを200℃５分間、次いで300℃10分間乾燥する
ことにより、ポリアミドイミド樹脂で直接銅回路をカバ
ーした両面端子出しのフレキシブル印刷配線板（DFPC）
が得られる。

なお、以上の工程はリジット印刷配線板の装置を用い
て実施することもできる。

以上の様にして得られたフレキシブル印刷配線板は40
℃90％RHに16時間放置後取り出し、300℃の半田に20秒
間浸漬しても何等異状は認められない。又、耐電圧テス
トにおいても、表面、端面とも、AC2KVで異状は認めら
れない。なお、この場合のポリアミドイミド樹脂の厚さ
は表裏とも15μｍである。又、両面端子出し部分の半田
付けの信頼性は100％で接続不良は認められない。

応用例２ 実施例２で得られた印刷配線板用積層体の銅箔面に
市販のドライフィルムフォトレジストを用いてレジスト
パターンを形成した。

で得られたレジストパターンを用いて、市販の銅
エッチング剤で露出部分の銅をエッチアウトした後、レ
ジストを剥離剤で除去し、銅箔回路パターンを得る。

スクリーン印刷法により、該銅箔回路パターン上に
可溶性ポリアミドイミド樹脂溶液を所望の形にオーバー
コートし、130℃で20分間乾燥する。

しかる後、最初の印刷配線板用積層体のポリエステ
ルフィルムとアクリル系粘着剤からなる裏打ち材を引き
剥がしてポリアミドイミド樹脂に保持された銅箔印刷板
を得る。

さらに該印刷板の銅箔回路の露出した面にと同様
にしてオーバーコートを施す。

このものを200℃で５分300℃で10分の乾燥を行うこ
とにより銅パターンを直接ポリアミドイミド樹脂でカバ
ーた両面端子出しフレキシブルプリント回路板（DFPC）
が得られる。

以上のようにして得られたフレキシブル印刷配線板
は、40℃90％RHに16時間放置後取り出し、300℃の半田
に20秒間浸漬しても何等異状は認められない。又、耐電
圧テストにおいても、表面、端面とも、AC1KVで異状は
認められない。

なお、この場合のポリアミドイミド樹脂の厚さは表裏
とも15μｍである。又、両面端子出し部分の半田付けの
信頼性は100％で接続不良は認められない。

実施例３ 厚さ５μｍのニクロム箔（竹内金属箔工業（株）販
売品）とポリエステルフィルム（東レ−ルミラー125μ
ｍ）をシリコーン系接着剤20μｍを用いて貼り合わせ
る。

の積層体のニクロム箔にドライフィルムレジスト
（旭化成工業（株）製サンフォートAQ−3040）をヒート
ラミネートし、次にフォトマスクを透して、東プロMP−
600にて50カウントの露光を行った後、東プロMD−600を
用いて１％炭酸ソーダ水溶液でレジストの現像を行う。

で被覆されていない部分のニクロム箔を、塩化第
二鉄液（旭電化（株）製アデカ塩化第二鉄40゜BE′）を
用いてエッチアウトする。

で残ったニクロム箔パターン上のレジストを３％
苛性ソーダ水溶液にて除去する。

で得たニクロム箔パターン上へ、スクリーン印刷
法により、溶媒可溶型ポリイミド系樹脂（ニッポン高度
紙工業（株）製SOXR）の溶液をオーバーコートし、120
℃にて20分間乾燥させる。

でオーバーコートを行った面に、ポリエチレン系
接着剤を用いて80μｍのアルミ箔（住軽アルミ箔（株）
製）を張り合わせ、続いて反対面のポリエステルフィル
ムを接着剤とともにニクロム箔パターンから引き剥が
す。

の積層体のニクロム箔パターンの露出した面に、
スクリーン印刷法によってポリアミドイミド樹脂溶液
（ニッポン高度紙工業（株）製SOXR）の溶液をオーバー
コートし、120℃にて20分間乾燥させる。

の積層体のアルミ箔を接着剤とともに引き剥が
し、200℃−５分間、続いて300℃で10分間乾燥を行い、
ニクロム箔パターンを直接ポリアミドイミド樹脂でカバ
ーされた低ニクロム箔配線基板を得る。

以上のようにして得られるニクロム箔配線基板は250
℃,500時間放置後も何ら異常が認められない。

〔発明の効果〕

フレキシブル印刷配線板製造において、本発明のフレ
キシブル印刷配線板用積層体を用いることによって得ら
れる効果は、 従来、耐熱性フレキシブル印刷配線板等に対して耐
熱性、電気特性のネックとなっていた接着剤層が存在し
ない高耐熱性基板と導電性からなる印刷配線板を簡便、
経済的工程で製造することを可能にしたこと。

従来、工程が極めて多く、且つ高度な技術を必要と
した両面露出構造フレキシブル印刷配線板の製造を極め
て簡便有利な方法にすることに成功したこと。

オーバーコート（カバーレイ）を従来、自動化が困
難で、高度な技術と多工程を要していた後または先ラミ
ネート法にかえてポリイミド系樹脂では実現が困難とい
われていたカバーレイ（オーバーコート）の印刷法にす
ることに成功したこと。

基材を選択することにより、従来の硬質（リジッ
ト）印刷配線板用の製造設備を転用できるようにしたこ
と等にある。

而してこれらの効果はいずれも以前より当業界で長ら
く希求されていたものであり、その工業的効果は極めて
大なるものがあるといえる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武吉 秀夫 高知県吾川郡春野町弘岡上648番地 ニ ッポン高度紙工業株式会社内 (72)発明者 麻田 俊浩 高知県吾川郡春野町弘岡上648番地 ニ ッポン高度紙工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−33493（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−228797（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−64392（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導体パターン形成用金属導体層と可剥離性
   裏打ち材層とからなるフレキシブル印刷配線板の製造に
   用いる積層体において、該可剥離性裏打ち材層が、前記
   製造の製造工程中耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性を有し、
   且つその工程途中で金属層から剥離するのに充分な強度
   と金属層を支持し得る剛性を有する金属の箔もしくはシ
   ート又はプラスチックのフィルムもしくはシートからな
   る基材、及び前記の導体パターン形成用金属導体層に対
   し180度ピール強度で50〜2000g/25mmの接着力を有し、
   乾燥所要時間下で80〜130℃の耐熱性があり、且つ上記
   の製造工程におけるパターン形成、エッチング及びレジ
   スト除去の各工程で使用する薬品類に対して耐薬品性を
   持ち、オーバーコート樹脂の溶剤に対し耐溶剤性のある
   可剥離性接着剤からなる可剥離性裏打ち材層であること
   を特徴とするフレキシブル印刷配線板用積層体。