JP2652325B2 - フレキシブルプリント基板の製造法 - Google Patents

フレキシブルプリント基板の製造法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は接着性、寸法安定性、耐
熱性及び電気特性に優れた金属箔/ポリイミド/金属箔
からなるフレキシブルプリント基板の製造法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、両面に金属箔を有するフレキシブ
ルプリント基板はポリイミドフィルムの両面に接着剤を
介して金属箔を張り合わせたものが主流である。しかし
ながら、この様な基板はポリイミドフィルムと金属箔の
間に接着剤を使用しているため、その基板の特性は該接
着剤の性質に左右され、耐熱性、耐薬品性、耐湿性、電
気特性等の点で劣ると言う問題点があった。一方、この
様な問題点を解決するためにポリイミド/銅箔からなる
片面銅張基板を相互に接着剤で張り合わせる方法(特開
昭55−153393号公報、及び特開昭64−182
94号公報)も提案されているが、この方法においても
接着剤を用いているため同様の問題を抱えている。これ
らの問題を解決するためにポリイミドフィルムを金属箔
に直接加熱加圧により接着させる改良方法(特開昭57
−181857号公報及び特開昭61−15825号公
報)が提案されているが、この方法は、接着剤を使用し
ない事から従来品よりも耐熱性、電気特性等はよくなる
が、フィルムの製造工程を経るため従来品に比べて同じ
か、あるいはそれ以上の工程を必要とする。また、ポリ
イミドの分子鎖に柔軟な構造を取入れることにより、ポ
リイミドの軟化温度(ガラス転移転点:Tg)を300
ないしは350℃以下にし、Tg点以上の温度で塑性化
を促進しポリイミドフィルムを銅箔の接着性の向上を図
っている(特開昭56−66888号公報及び特開平1
−245586号公報)が銅箔とポリイミド樹脂との熱
膨張係数の差が大きくなり、寸法変化率が悪くなるとい
う問題があった。これらの問題を解決するために、一般
にTg点が350℃以上と高いが、熱膨張係数の小さい
樹脂を用い、Tg点以上での加熱圧着する方法が提案さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この方法は、フレキシ
ブルプリント基板の特性の点では良好であるが、通常の
ロールプレスで製造する場合、加熱圧着温度が350℃
から400℃以上と高く、かなりの圧力下で行われるた
め、金属箔がロール表面に密着しロール表面に金属箔の
一部が取られ、ロール表面に凹凸傷が付きやすく、製造
上の問題のみならず、製品の品質(外観)不良の問題が
あった。通常の鋼材等の圧延においては、脂肪酸、有機
リン酸エステル、ソルブル油等の高温潤滑剤を用いるこ
とによって被圧延材がロール表面に密着することを防止
しているが、フレキシブルプリント基板の製造において
は、前述のような高温潤滑剤を用いることは製品の品質
上好ましくない。
【0004】
【発明の目的】上記の金属導体上にポリイミド前駆体溶
液を塗布し、乾燥及び硬化させて得られた片面金属基板
のポリイミド樹脂面に新たな金属導体箔をロールプレス
機を用いて加熱圧着し、フレキシブルプリント基板を製
造する際のロール付着及び傷防止に関して鋭意検討した
結果、特定の構造を有したロールを用いることにより、
前述のような高温潤滑剤を用いなくても、ロール付着及
び傷も付き難くなり、安定した連続生産が可能となるこ
とを見いだし本発明に至った。本発明は金属箔/ポリイ
ミドの複合物のポリイミド面に新たな金属箔を加熱圧着
することにより接着性、寸法安定性、外観等の優れた可
トウ性両面フレキシブルプリント基板を容易に連続して
製造する方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の内容(
〜)からなる。 金属導体上にポリイミド前駆体溶液を塗布し、乾燥及
び硬化させて得られた片面金属基板のポリイミド樹脂面
に新たな金属導体箔をロール表面がセラミック被覆され
たロールプレス機を用いて加熱圧着することを特徴とす
るフレキシブルプリント基板の製造法。 前記加熱圧着に用いるロールプレス機のロールは硬度
Hs:73以上の鋼材の表面に炭化物系セラミック溶射
被覆層を施した構造であることを特徴とするフレキシブ
ルプリント基板の製造法。 前記加熱圧着に用いるロールプレス機のロールの炭化
物系セラミック溶射被覆層が周期律表VIB族の炭化物系
セラミック、好ましくはタングステンカーバイト(W
C)、クロムカーバイト(Cr32 )から選ばれてな
ることを特徴とする前記に記載のフレキシブルプリン
ト基板の製造法。 前記加熱圧着に用いるロールプレス機の溶射ロールの
気孔サイズが0.1mm以下好ましくは0.05mm以
下であることを特徴とする前記に記載のフレキシブル
プリント基板の製造法。
【0006】以下、本発明の構成と効果について説明す
る。本発明に用いられるポリイミド前駆体溶液は特開昭
3−62988号公報に記載されたような公知の方法に
より有機テトラカルボン酸二無水物と有機ジアミンをジ
メチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等の
有機溶媒中で反応し得ることができる。ここで言う片面
金属基板は、金属導体上にポリイミド前駆体をドクタナ
イフ、コンマコーター、ダイコーター等を用いて公知の
方法で塗布し、乾燥及び硬化することによりイミド化す
ることにより得られる。乾燥、硬化は発泡及びカールを
防止するために段階的に行うことが好ましい。尚、塗工
は2種類以上のイミド前駆体を多層塗工を行っても良
い。上述のようにして得られた片面金属基板のポリイミ
ド樹脂面と別の金属導体箔を圧着する方法としてはロー
ルプレス法が良い。即ち、一般に用いられる平板プレス
は片面金属基板及び金属導体箔を前もって裁断する必要
があり、またシート状の片面金属基板と金属導体箔とを
何層にも重ね合わせ、同時に平板プレスで加熱圧着する
ために、加熱圧着温度が低い場合はそれほど問題となら
ないが、加熱圧着温度が高温(350℃以上)になると
層間の温度が均一にならずピール強度にバラツキが生
じ、生産性及び品質の点から問題となる。一方、ロール
プレス法は上記のような問題もなく可トウ性両面フレキ
シブルプリント基板の製造には優れている。
【0007】本発明に用いられるロールプレス機のロー
ルは、前述したように加熱圧着時の異物混入またはトラ
レによるロール傷の発生を防止するために、硬度はH
s:73以上、好ましくはHs:80以上のロール母材
の表面にセラミック溶射被覆層を施した構造である。ロ
ール母材の硬度は一般に用いられる方法、例えば硬化肉
盛溶接及び、または焼入硬化処理を組合せる方法により
得られる。前述のセラミック溶射被覆層は、周期律表VI
B族の炭化物系セラミック材が用いられる。しかし、ロ
ール表面と金属導体箔との離型性及び硬度の点から、
W、Cr等の炭化物系セラミックが好ましい。また、溶
射施工時に発生するロールの気孔のサイズが大きいほど
被圧着金属箔は取られ易く、気孔のサイズは0.1mm
以下、好ましくは0.05mm以下が良い。セラミック
溶射材の厚みは、ロール溶射の経済性及び使用時の割れ
発生率を考慮すると研磨後の厚みとして30〜200μ
が好ましい。セラミック溶射被覆層の表面粗度は、研磨
処理により0.2S〜0.8Sが好ましい。更に好まし
くは0.3S〜0.5Sが良い。正面粗度が0.2S未
満の場合、ロールと金属導体箔との密着性が増し、剥離
性はかえって悪くなる。また0.8Sを越える場合も剥
離性は悪化し、しかも圧着後の製品の光沢がなく外観上
問題となる。
【0008】ロールの加熱方式については、電熱ヒータ
ー、赤外線輻射、マイクロ波、誘電加熱、誘導加熱等が
挙げられるが、ビール強度のバラツキをなくするため
に、均一な温度分布が得られる誘導加熱方式が好まし
い。また、加熱圧着部は金属導体箔の酸化を防止するた
めにラビリンス等を用いてN2 シール下で行う必要があ
る。本発明に用いる金属導体箔としては銅、アルミニウ
ム、クロム、ニッケル、鉄及びそれらの合金等が用いら
れ、好ましくは銅が用いられる。また、ここで用いる金
属導体箔については、接着性の向上を目的としてシラン
カップリング剤処理したものを用いても良い。
【0009】
【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明
を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。 (1)ポリイミド前駆体の合成 温度計、攪拌機、窒素導入口を取り付けた2リットルの
反応容器に窒素気流下で、合成溶媒として脱水精製した
ジメチルアセトアミド1000g、ジアミン成分として
パラフェニレンジアミン41.7gとジアミノジフェニ
ールエーテル8.6gを仕込み、20℃冷却しながら酸
無水物として3,3’,4,4’ビフェニールテトラカ
ルボン酸二無水物129.0gを徐々にてんかした後6
時間撹拌しながら反応を行い、ポリイミド前駆体を得
た。 (2)片面金属基板(A)の製造 上記で得られたポリイミド前駆体を銅箔(三井金属
(株)製18μ圧延箔)上にポリイミドの厚みが25μ
になるように流延塗布し、150℃で10分間乾燥し、
その後350℃まで30分かけて昇温を行い、350℃
で10分間焼成し、片面金属基板を得た。 (3)片面金属基板(B)の製造 上記で得られたポリイミド前駆体を銅箔(三井金属
(株)製12μ電解箔)上にポリイミドの厚みが25μ
になるように流延塗布し、150℃で10分間乾燥し、
その後350℃まで30分かけて昇温を行い、350℃
で10分間焼成し、片面金属基板を得た。 以下の実施例、及び比較例に用いた圧着ロールの材質は
表1に示した。
【0010】
【表1】
【0011】実施例−1 上記で得られた520mm幅のロール状片面金属基板
(A)のポリイミド樹脂面と同じ幅の圧延銅箔(18
μ)の粗化面とが互いに接するように重ね合わせ、ロー
ル材質が表1の No.1のロールプレス機を用いて、42
0℃、圧力20トン、5m/分の速度で加熱圧着し、可
トウ性両面フレキシブルプリント基板を得た。その基板
の外観は目視で判定し、その結果を表2に示した。
【0012】実施例−2 ロール材質が表1の No.2のロールを用いた以外、実施
例−1同様に加熱圧着を行い、可トウ性両面フレキシブ
ルプリント基板を得た。その基板の外観は目視で判定
し、その結果を表2に示した。
【0013】実施例−3 ロール材質が表1の No.3のロールを用いた以外、実施
例−1同様に加熱圧着を行い、可トウ性両面フレキシブ
ルプリント基板を得た。その基板の外観は目視で判定
し、その結果を表2に示した。
【0014】実施例−4 片面金属基板(B)を用いた以外、実施例−1同様に加
熱圧着を行い、可トウ性両面フレキシブルプリント基板
を得た。その基板の外観は目視で判定し、その結果を表
2に示した。
【0015】比較例−1〜4 ロール材質が表1の No.4〜7のロールを用いた以外、
実施例−1同様に加熱圧着を行い、可トウ性両面フレキ
シブルプリント基板を得た。その結果は下記の判定基準
を基に目視で判定し、表2に示した。
【0016】
【表2】
【0017】
【判定基準】
1.剥離性:銅箔がロール表面にまったく付着しない場
合を◎、少し付着する場合を△、ほとんど付着する場合
を×とした。 2.気孔によるトラレ:ロール表面の気孔に銅箔が取ら
れる付着がほとんどない場合を◎、少し付着するがサイ
ズが¢0.2mm以下の場合を○とした。 3.ロール傷:異物噛み込み、または銅箔トラレが生じ
ても、ロールに傷が付かない場合を◎、ほとんど付かな
いがまれに薄く付くことがある場合を○、薄く傷が付く
場合を△、深い傷が付く場合を×とした。 4.総合評価:上記の剥離性、気孔によるトラレ、ロー
ル傷の付き易さ及び製品の外観により判定した。
【0018】上記の結果から明らかなように、実施例は
全ての点で優れているが、ロール母材の硬度がない比較
例−1〜3は、何れも異物噛み込み、または銅箔トラレ
により傷が付き易く、また溶射被覆処理していない比較
例−2,3は銅箔との剥離性が悪く、銅箔が裂けロール
に巻き付き(トラレ)によりロール傷となり安定した生
産が出来なかった。
【0019】
【発明の効果】本発明の可トウ性両面フレキシブルプリ
ント基板の製造法を用いることにより、従来起こってい
たロール傷、金属導体箔との剥離性の問題が無くなり、
接着性、寸法安定性、外観等の優れた可トウ性両面フレ
キシブルプリント基板を容易に連続して製造することが
可能となった。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属導体上にポリイミド前駆体溶液を塗
    布し、乾燥及び硬化させて得られた片面金属基板のポリ
    イミド樹脂面に新たな金属導体箔をロール表面がセラミ
    ック被覆されたロールプレス機を用いて加熱圧着するこ
    とを特徴とするフレキシブルプリント基板の製造法。
  2. 【請求項2】 前記加熱圧着に用いるロールプレス機の
    ロールは硬度Hs:73以上の鋼材の表面に炭化物系セ
    ラミック溶射被覆層を施した構造であることを特徴とす
    る請求項1記載のフレキシブルプリント基板の製造法。
  3. 【請求項3】 前記加熱圧着に用いるロールプレス機の
    ロールの炭化物系セラミック溶射被覆層が周期律表VIB
    族の炭化物系セラミック、好ましくはタングステンカー
    バイト(WC)、クロムカーバイト(Cr32 )から
    選ばれてなることを特徴とする請求項2記載のフレキシ
    ブルプリント基板の製造法。
  4. 【請求項4】 前記加熱圧着に用いるロールプレス機の
    溶射ロールの気孔サイズが0.1mm以下好ましくは
    0.05mm以下であることを特徴とする請求項2記載
    のフレキシブルプリント基板の製造法。
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