JP2728541B2 - カバーレイフィルムの製造方法 - Google Patents

カバーレイフィルムの製造方法

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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/281Applying non-metallic protective coatings by means of a preformed insulating foil
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    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/386Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of an organic polymeric bonding layer, e.g. adhesive

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  • Adhesive Tapes (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

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
率が良好でかつプレス加工後のカールが少ないPPS樹脂
系カバーレイフィルム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。
このフレキシブル印刷配線板には回路の保護と屈曲性等
の特性を向上させることを目的としてカバーレイフィル
ムを用いることが多くなってきている。
カバーレイフィルムは、一般的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の片面に硬化性接
着剤を塗布し、これを半硬化状態にした後、離型材と積
層したものである。このカバーレイフィルムにはフレキ
シブル印刷配線板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。
従来よりカバーレイフィルムに用いられてるポリイミ
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、カバーレイフィルムの用途の多様化に
伴い、前述した諸特性を満足しつつ、低コストであるこ
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カバーレイフィル
ムに用いることが注目されている。
しかしながら、PPS樹脂フィルムは熱収縮が大きく、
カバーレイフィルムの寸法収縮率が大きいため、プレス
加工時にフレキシブル印刷配線板に反り、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樹脂フィルム系カバー
レイフィルムの製造方法である。
(問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に硬化性接着剤を塗布し、こ
れを半硬化状態とした後、離型材を積層してなるカバー
レイフィルムにおいて、 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℃で加熱処
理することにより該フィルムを125℃×30分間熱処理後
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)硬化性接着剤を塗布したPPS樹脂フィルムに離型材
を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120℃以下
とすることにより、離型材除去時およびプレス加工時に
おいて寸法変化が著しく少なく、かつバラツキの小さい
カールの少ないカバーレイフィルム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
硬化性接着剤を塗布したPPSフィルムを用いてフレキシ
ブル印刷配線板にプレス加工を行なうと、加熱収縮によ
り配線板に反り、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分間熱処理
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−0.10〜+0.10%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
後のカバーレイフィルム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。
このプラズマによる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
ィルム中に存在する水分の除去、歪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20〜40μmが好まし
い。また接着剤に用いる溶剤としては、メチルエチルケ
トン、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硬化性接着剤を介して加熱
ロールを用い離型材と積層することにより連続的にカバ
ーレイ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、かつ加
熱ロールの温度を120℃以下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/mm2を超えると9
〜25μm程度の薄いフィルムでは離型材との積層前に伸
びが生じてしまい、これにより積層後にカバーレイフィ
ルム自信に反り、カールが生じたり、カバーレイフィル
ムの型抜き後、離型材を剥がす際に収縮してしまい、配
線板との寸法のズレが生じてしまう。また、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、前記同様の結果となってしまう。
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、反りおよびカールを発生させず、寸法
収縮率および外観などに優れたカバーレイフィルムを製
造することができる。
本発明に用いられる離型材とはポリエチレンフィル
ム、ポリプロピレンフィルム、TPXフィルム、シリコー
ン系離型剤付きポリエステルフィルム、ポリエチレン、
ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂コート紙、塩化
ビニリデン樹脂コート紙等が挙げられる。
以上の様にして得られたカバーレイフィルムと配線板
とをプレス加工する条件としては、温度は160℃以下、
好ましくは140℃以下、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、圧力は10〜80kg/cm2の範囲
で、時間およびその他の条件は用いられる接着剤によっ
て適宜決められる。またプレス加工後、硬化が不十分な
場合にはアフターキュアを行なうことも可能である。
本発明によるカバーレイフィルムは、ポリイミド、ポ
リエステル、ポリパラバン酸、PPS等のフィルムからな
るフレキシブル印刷配線板に用いることが可能である
が、本発明の効果を十分に得るためには、PPSフィルム
からなるフレキシブル印刷配線板と共に用いることが好
ましい。
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−ポリエステル系接着剤を乾燥後の厚さが35μm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除去し、接着剤を半硬化させた後、
シリコーン離型剤付き離型紙と第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力20kg/m、ラ
インスピード3m/minで加熱圧着しロール状に巻き取っ
た。ついで、この製品のカール性、離型紙除去後および
熱処理(125℃×30分間)後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。
処理条件と製品のカール性および寸法収縮率を第一表
に示した。
(物性測定方法) ・カール性…カバーレイフィルムを離型紙付きの状態で
20cm×20cmに切り取り、これを水平な台の上に置き目視
によって観察した。
○良、×不可 ・寸法収縮率…IPCFC241に準じ、離型紙除去後および離
型紙を除去し、これに熱処理を施した後の寸法収縮率を
測定した。熱処理条件は125℃×30分間とした。
(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樹脂フィルム系カバーレイフィルムを
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に硬化性接着剤を塗布
    し、これを半硬化状態とした後、離型材を積層してなる
    カバーレイフィルムにおいて、 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)硬化性接着剤を塗布したPPS樹脂フィルムに離型材
    を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120℃以下
    とすること。 を特徴とするPPS樹脂系カバーレイフィルムの製造方
    法。
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