JP2708598B2 - フレキシブル印刷配線用基板の製造方法 - Google Patents

フレキシブル印刷配線用基板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はプリント配線基板などに使用される寸法収縮
率が良好でかつ張り合わせ後のカールが少ないPPS樹脂
系フレキシブル印刷配線用基板の製造方法に関するもの
である。
(従来の技術と本発明が解決しようとする課題) 近年エレクトロニクス分野の発展がめざましく特に通
信用、民生用などの電子機器の小型化、軽量化、高密度
化が進み、これらの性能に対する要求が、ますます、高
度なものとなってきている。このような要求に対してフ
レキシブル印刷配線用基板は、可撓性を有し繰り返し屈
曲に耐えるため、狭い空間に立体的高密度の実装が可能
であり、電子機器への配線、ケーブル、或はコネクター
機能を付与した複合部品としてその用途が拡大しつつあ
る。
フレキシブル印刷配線用基板は、一般に電気絶縁性基
材としてポリイミド樹脂または、ポリエステル樹脂のフ
ィルムが用いられ、これらの基材フィルムと銅箔、アル
ミニウム箔などの金属箔とを接着剤を介して積層一体化
したものをベースとし、これに回路を形成してカメラ、
電卓、コンピューターなどの多くの機器に実装されてい
る。このフレキシブル印刷配線用基板には、金属箔とフ
ィルムとの接着性ばかりでなく、寸法安定性、耐熱性、
耐薬品性、可撓性、電気絶縁性などの諸特性の良好なこ
とが要求されている。
従来よりフレキシブル印刷配線用基板に用いられてい
るポリイミド樹脂フィルムでは耐熱性および寸法安定性
は優れているが、その反面、基板にかかるコストが高い
という欠点があった。また、ポリエステル樹脂フィルム
では基板にかかるコストは低く抑えることが出来るが、
その反面、耐熱性、難燃性および寸法安定性が劣るとい
う欠点があった。最近では、フレキシブル印刷配線用基
板の用途の多様化に伴い、前述した諸特性を満足しつ
つ、低コストであるこことの要求が高まってきている。
このような要求に対して種々の樹脂を用いたフィルム
が検討されており、例えばポリパラバン酸、PPS、ポリ
エーテルケトン、ポリエーテルスルホン等の樹脂が検討
されていたが、その中でも特にPPS樹脂を用いたフィル
ムは基板上への部品の実装が可能で難燃性、耐吸湿性に
優れ、かつ、低コストであることからフレキシブル印刷
配線用基板に用いることが注目されていた。
しかしながらPPS樹脂フィルムは熱収縮が大きく、フ
レキシブル印刷配線用基板の寸法収縮率が大きいため、
配線のファインパターン化が難しく、部品実装時に基板
の反り、歪が生じてしまうなどの問題があり、実用化が
困難であった。本発明は上記課題を解決するためになさ
れたもので寸法収縮率が良好でかつ、品質の優れたPPS
樹脂フィルム系フレキシブル印刷配線用基板の製造方法
である。
(課題を解決するための手段) 本発明者等は、上記課題を解決するためにPPS樹脂原
反フィルムの物性と前処理条件、積層条件などを鋭意検
討した結果、本発明を完成するに至った。その要旨とす
るところは、 PPS樹脂フィルムの片面または両面に金属箔を硬化性
接着剤を介在させて積層する際に、 1)PPS樹脂フィルムを予め無機ガス雰囲気中で低温プ
ラズマ処理することおよび/または100〜180℃で加熱乾
燥処理することにより、該フィルムを125℃×30分間加
熱処理後測定した寸法収縮率で長手方向及び幅方向共に
−0.20〜+0.20%の範囲にすること、 2)硬化性接着剤を積層したPPS樹脂フィルムに金属箔
を積層用加熱ロールを用いて積層する際の該フィルムの
張力を250g/mm2以下とすること、およびフィルム側加熱
ロールの温度を60〜120℃とすること、 により印刷回路作成、回路加工、プレス加工および半田
処理等の各工程において寸法変化の著しく少なく、かつ
バラツキの小さいフレキシブル印刷配線用基板を製造す
る方法にある。
次に本発明を詳細に説明する。
まず本発明に使用されるPPS樹脂フィルムは市販品で
よく、厚さ9〜100μm、幅500〜1100mmが一般的であ
る。またPPS樹脂フィルムは樹脂を加熱溶融し、押出し
成形で製造される為に、熱的歪みが大きく、加熱処理に
よる収縮が大きくなってしまう。従ってそのままの状態
で硬化性接着剤を積層したPPS樹脂フィルムに金属箔を
ラミネートして、フレキシブル印刷配線用基板を製造す
ると、そのフレキシブル印刷配線用基板を用いて印刷回
路を作成する工程中、先ず、回路加工工程で、寸法収縮
率が大きいために、配線のファインパターン化が困難と
なり、その後の加熱加工工程(プレス加工、半田処理
等)に於ても加熱収縮により基板の反り、歪等が発生し
てしまう。そこで本発明では積層前のPPS樹脂フィルム
の寸法収縮率を小さくすることとした。すなわち該フィ
ルムを予め、無機ガスの雰囲気中で低温プラズマにより
表面処理を施すかあるいは100〜180℃で充分熱処理する
か、または好ましくは両者を併用することがよい。ここ
にいう該フィルムの寸法収縮率はIPCFC241の方法に準じ
て125℃×30分熱処理後測定し長手方向および幅方向の
寸法収縮率を共に−0.20〜+0.20%、好ましくは−010
〜+010%の範囲にすることが必要である。この範囲内
にないと貼り合わせ後のフレキシブル印刷配線用基板の
寸法収縮率が大きくなってしまい、前記の諸問題が発生
する。
このプラズマにより表面処理方法としては、減圧可能
な低温プラズマ処理装置内にPPS樹脂フィルムを通し、
装置内を無機ガスの雰囲気として、圧力を0.001〜10ト
ル、好ましくは0.01〜1トルに保持した状態で電極間に
0.1〜10KV前後の直流あるいは、交流を印加してグロー
放電させることにより無機ガスの低温プラズマを発生さ
せ、該フィルムを順次移動させながら表面を連続的にプ
ラズマ処理する。処理時間は概ね0.1〜100秒とするのが
良い。無機ガスとしてはヘリウム、ネオン、アルゴンな
どの不活性ガス、酸素、窒素、一酸化炭素、空気などが
使用される。
また加熱乾燥処理については熱風循環式のオーブン、
赤外線ヒーターなどにより温度100〜180℃、好ましくは
120〜160℃で加熱乾燥処理する。乾燥によりPPS樹脂フ
ィルム中にある水分の除去、ヒズミの除去などを充分に
行う。
次に、上記寸法収縮率を調整した該フィルム上に熱硬
化性接着剤をロールコーターなどにより塗布し、インラ
インのドライヤーで溶剤を蒸発除去し、半硬化の状態と
する。本発明で用いられる熱硬化性接着剤としては接着
強度が高く、かつ、半田などの使用に耐える耐熱性が必
要とされ、これにはエポキシ樹脂、NBR−フェノール系
樹脂、フェノール−ブチラール系樹脂、エポキシ−フェ
ノール系樹脂、エポキシ−ナイロン系樹脂、エポキシ−
ポリエステル系樹脂、エポキシ−アクリル系樹脂、アク
リル系樹脂、ポリアミド−エポキシ−フェノール系樹
脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂などが例示さ
れる。これら接着剤は配線板の使用環境条件を充分考慮
して選択される。接着剤層の厚さは5〜30μmが好まし
い。また接着剤に用いる溶剤としては、メチルエチエ
ン、トルエン等で特に限定されない。また接着剤に、硬
化剤、硬化促進剤、無機フィラー、難燃剤等を加えるこ
とも可能である。
次いで、寸法収縮率を調整したフィルムを該フィルム
上に塗布された半硬化状態の熱硬化性接着剤を介して加
熱した熱ロールにより金属箔と熱圧着することにより連
続的に積層フィルムを製造する。本発明ではこの積層工
程においてフィルム張力を250g/mm2以下に低く抑え、か
つフィルム側加熱ロールの温度を60〜120℃として積層
を低張力、低温度で行なうのが良い。この張力が250g/m
m2を超えると、9〜25μmなどの薄いフィルムでは、金
属箔の積層前に伸びが生じ、印刷回路作成時の収縮が大
きくなり好ましくなく、またフィルム側加熱ロール温度
についても120℃を超えると寸法収縮率が大きくなり、
シワが発生し易く、60℃未満では接着剤の粘性や流れな
どが不足して積層が不十分となり引き剥がし強さが向上
しない。また、前処理済の該フィルムの伸びを少なくし
た状態で積層するため、金属箔にシワを発生させず、寸
法収縮率および外観などに優れたフレキシブル印刷回路
用基板を製造することができる。
本発明に用いられる金属箔としては、銅箔、アルミニ
ウム箔、鉄箔、ニッケル箔などを挙げることができる。
一般に印刷回路用としては銅箔が主で圧延および電解銅
箔の厚みが18〜70μmのものが使用される。
以上の様にして金属箔を積層したフレキシブル印刷配
線用基板は更に接着剤を硬化して物性を向上させるため
に60〜160℃、好ましくは80〜140℃、さらに好ましくは
フィルムを加熱処理した時の温度以下で1〜数10時間キ
ュアーオープンなどで加熱キュアーするのがよい。
以下、本発明の具体的態様を実施例および比較例を挙
げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるも
のではない。
(実施例1〜4) 厚さ25μmで幅510mmのPPS樹脂フィルム(商品名トレ
リナ、東レ社製)を連続プラズマ処理装置により低温プ
ラズマ処理を行った。この時のプラズマ処理条件は、真
空度0.1トル以下、酸素流量を1.0/minで供給し、印加
電圧2KW、周波数110KHzで30KWの電力を入力した。プラ
ズマ発生装置は、電極4本を円筒状に配置し、電極の外
側40mmの距離でフィルムを電極の外周に沿って50m/min
の速度で移動させ処理した。
一方、加熱処理は該フィルムを第1表に示す温度で12
時間処理した。またプラズマ表面処理品についても更に
加熱処理を施した。これら、プラズマ処理及び加熱処理
を施したフィルム各々についてその収縮率を測定し第1
表に示す。次に前処理済みフィルム各々についてエポキ
シ−フェノール系接着剤を乾燥後の厚さが18μmになる
ようにロールコーターにて塗布し、インラインドライヤ
ーを通して溶剤を溶剤を除去し、接着剤の半硬化後35μ
mの電解銅箔と第1表に示したフィルム張力および積層
用加熱ロール温度にて線圧20kg/m、ラインスピード3m/m
inで加熱圧着しロール状に巻き取った。
次にこれら片面品の基板中間品を、熱風循環式キュア
ーオーブンにセットし80℃×2時間および120℃×5時
間で加熱硬化した後冷却した。ついでこの製品基板の寸
法収縮率を測定した。
(比較例1〜3) 比較例としてPPS樹脂フィルムの未処理品、積層時の
張力の高い条件、積層温度の高い条件などについても併
せて実施した。
処理条件と基板の寸法収縮率を第1表に示した。
(物性測定方法) PPS樹脂フィルムの寸法収縮率の測定方法IPCFC241に
準じ、フィルムの熱処理前後の寸法収縮率を測定する熱
処理条件を125℃×30分とした。
(発明の効果) 本発明によれば寸法安定性良好な、すなわち寸法収縮
率が小さい、PPS樹脂フィルム系フレキシブル印刷配線
用基板を製造することが可能でポリイミドフィルム系と
ポリエステルフィルム系の中間に位置するものとして産
業上極めて高い利用価値を有する。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリフェニレンサルファイド(以下PPSと
    略称する)樹脂フィルムの片面または両面に金属箔を硬
    化性接着剤を介在させて積層する際に、 1)PPS樹脂フィルムを予め無機ガス雰囲気中で低温プ
    ラズマ処理することおよび/または100〜180℃で加熱乾
    燥処理することにより、該フィルムを125℃×30分間加
    熱処理後測定した寸法収縮率で長手方向及び幅方向共に
    −0.20〜+0.20%の範囲にすること、 2)硬化性接着剤を積層したPPS樹脂フィルムに金属箔
    を積層用加熱ロールを用いて積層する際の該フィルムの
    張力を250g/mm2以下とすること、およびフィルム側加熱
    ロールの温度を60〜120℃とすること、 を特徴とするPPS樹脂系フレキシブル印刷配線用基板の
    製造方法。
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