JP2853218B2

JP2853218B2 - 積層体

Info

Publication number: JP2853218B2
Application number: JP30565089A
Authority: JP
Inventors: 智晴栗田; 通和田; 敬一宇野
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1989-11-24
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1999-02-03
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: JPH03164240A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、たとえばフレキシブル配線基板等に用い
ることのできる、ポリイミド樹脂またはポリアミドイミ
ド樹脂を主成分とするフィルムの片面または両面に金属
箔を積層させた積層体に関するものである。

［従来の技術］フレキシブル配線基板は、可撓性を有する印刷回路板
であって、近年、電子回路の薄形化および軽量化の要請
に応えて多用されてきている。

従来より工業的に専ら採用されているフレキシブル配
線基板の製造方法は、たとえばデュポン社製カプトンの
ようなポリイミドフィルムの両面または片面に金属箔と
しての銅箔を接着剤層を介して、加熱、加圧下に貼り合
わせポリイミドフィルム銅張板とする方法である。しか
しながら、この方法では、銅箔とフィルムの貼り合わせ
に使用する接着剤の耐熱性、電気的特性および機械的特
性に制約を受けるため、耐熱性フィルムが本来有する耐
熱性、電気的特性および機械的特性を発揮することがで
きない。そこで、このような問題を解消する方法とし
て、サブトラクティブ法や、セミアディティブ法または
フルアディティブ法と呼ばれる方法が検討されている。

サブトラクティブ法は、たとえばポリイミド前駆体であ
るポリアミド溶液のような耐熱性樹脂溶液を、銅箔の上
に流延・塗布し、その後これを乾燥・硬化して銅箔積層
板としている。これらはそのままあるいは貼り合わせて
からエッチング加工され、フレキシブル配線基板として
使用させる。

セミアディティブ法またはフルアディティブ法と呼ば
れる方法は、耐熱性樹脂フィルムの片面あるいは両面
に、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング法な
どのような物理的な方法で、あるいは湿式めっきなどの
ような化学的な方法で、直接銅の回路を形成する方法で
ある。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、これらの従来の方法では、金属箔との
接着性が悪く、フレキシブル配線基板がフラットな平面
を形成せず、カールして一方面側に湾曲してしまうとい
う問題があった。さらに、セミアディティブ法やフルア
ディティブ法では、コストが高くなるという問題もあっ
た。

この発明の目的は、金属箔とフィルムとの間の接着性
が優れており、かつカールしにくい、フィルムと金属箔
との積層体を提供することにある。

［課題を解決するための手段］この発明の積層体は、イミド結合またはアミド結合を
形成した下記の構造式（Ｉ）のアミン残基成分が全アミ
ン残基の60モル％以上含まれるポリイミド樹脂またはポ
リアミド樹脂を主成分とするフィルムと、このフィルム
の少なくとも一方の面の上に積層される金属箔とを備え
ている。

（ここで、R₁,R₂は、水素、または炭素数１〜４のアル
キル基であり、R₁とR₂は同じでもよい。）また、この発明の積層体におけるフィルムには、低分
子量エポキシ樹脂が含まれていてもよく、その割合とし
ては、ポリイミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂／低
分子量エポキシ樹脂の重量比で80/20〜99/1が好まし
い。

上記の構造式（Ｉ）のアミン残基成分を含めるために
使用する原料としては、たとえばトリジン、トリジンジ
イソシアネートなどがある。このような原料を60モル％
以上になるように配合し重合させることによって、構造
式（Ｉ）のアミン残基成分が全アミン残基の60モル％以
上含まれるポリイミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂
とすることができる。

この発明において、構造式（Ｉ）のアミン残基成分が
含まれる量は、全アミン残基に対し60モル％以上である
が、好ましくは70モル％以上である。60モル％未満で
は、金属積層板およびそのエッチング加工品のカールが
大きくなり、フレーキシブルプリント配線基板として、
加工性および機能性の面で好ましいものではなくなる。

この発明において、ポリイミド樹脂またはポリアミド
イミド樹脂を構成する他のアミン残基およびカルボン酸
残基は特に限定されるものではない。用いることできる
原料の例として、以下に、アミン、イソシアネート、カ
ルボン酸、酸無水物および酸塩化物の形で列挙する。

アミン成分としては、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−
フェニレンジアミン、4,4′−ジアミノジフェニルエー
テル、4,4′ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミ
ノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノベンゾフェノ
ン、2,2′−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、2,4
−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシ
アネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート、およびヘキサメチレンジイソシアネートなど
がある。

カルボン酸成分としては、テフタル酸、イソフタル
酸、4,4′−ビフェニルジカルボン酸、トリメリット
酸、無水トリメット酸、ピロメリット酸、ピロメリット
酸無水物、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカ
ルボン酸二無水物、３−クロロホルミル無水フタル酸、
テレフタル酸二塩化物、イソフタル酸二塩化物、アジピ
ン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマール酸、ダイマー
酸、スチルベンジカルボン酸などがある。

これらの原料からこの発明に用いられるポリイミドま
たはポリアミドイミド樹脂を製造する方法としては従来
の方法を使用することができるが、アミン成分としてイ
ソシアネートを用いる脱炭酸縮合法が好ましい。

重合溶媒としては、ニトロベンゼン、スルホラン、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドンなどを用いることができる。

この発明において樹脂を溶解するための溶媒として
は、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン、エチルセロソルブ、ジエチ
レングリコールジメチルエーテルなどがある。希釈剤と
しては、アセトン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、
ｍ−クレゾール、ジオキサン、テトラヒドロフランなど
を任意に用いることができる。

また、この発明においては、重合時に用いた溶液をそ
のまま用い塗布することができる。また塗工性および乾
燥性の面から考慮して、同じ溶媒あるいは他の溶媒を用
いて希釈し塗工液を調製することもできる。

この発明において用いる金属箔の厚みは特に限定され
るものではないが、たとえば５μｍ〜100μｍの厚みの
金属箔を用いることができる。また、金属箔としては、
銅箔、アルミニウム箔、スチール箔およびニッケル箔な
どを使用することができ、これらを複合した複合金属箔
や亜鉛やクロムなどの他の金属で処理した金属箔を用い
ることもできる。

この発明において金属箔とフィルムを積層する方法と
しては、上述のように金属箔の上に樹脂の有機溶剤によ
る溶液を塗工する方法がある。この塗工方法は特に限定
されるものではなく、従来からよく知られている方法を
適用させることができ、たとえばロールコータ、ナイフ
コータ、ドクターブレードコータなどにより塗布するこ
とができる。乾燥後の塗膜の厚みは５μｍ〜150μｍが
好ましく、さらに好ましくは10μｍ〜60μｍである。ま
た、塗工および乾燥を複数回繰返し重ね塗りしてもよ
い。

この発明において金属箔とフィルムを積層させる他の
方法として、たとえば、別のシート上に樹脂の有機溶媒
溶液を塗工し、これを適度に乾燥させた後、金属箔上に
転写する方法がある。

塗工した溶媒含有樹脂層から溶媒を除去するには、通
常50℃〜250℃、好ましくは50℃〜200℃に加熱する。ま
た、溶媒を完全に除去せずに、樹脂層を外側になるよう
に積層体を巻取り、巻取った状態で加熱して溶剤を除去
することも可能である。この場合、溶剤除去の雰囲気と
しては、真空または窒素などの不活性ガス中であること
が好ましい。

この発明において、フィルムの両面に金属箔を積層す
る方法としては、金属箔上にフィルムの樹脂溶液を塗工
し、この上にさらに金属箔をラミネートする方法があ
る。このようなラミネーションは、塗工後、溶媒を完全
に除去する前に行なうことが好ましい。通常、50〜200
℃、好ましくは80〜150℃で数分乾燥した後にラミネー
トを行なう。ラミネートの方法としては、従来より知ら
れている方法を適用させることができ、たとえばロール
ラミネーション、プレスラミネーションなどの方法を利
用することができる。また、積層体を巻取った状態で加
熱することによりラミネートしてもよい。

また、積層体中に残在する溶剤は、ラミネートした後
に100〜300℃、好ましくは100〜200℃の温度でキュアす
ることにより樹脂中に気泡が発生することなく完全に除
去することができる。

また、この発明においては、積層体のフィルムの諸特
性、たとえば接着性、耐熱性、機械特性、電気特性、お
よび滑り性などを改良する目的で、他の樹脂や有機化合
物、および無機化合物を混合させたり、あるいは反応さ
せて併用してもよい。たとえば、エポキシ化合物、シリ
コン化合物、フッ素化合物のような樹脂や有機化合物、
酸化硅素、酸化チタン、および炭酸カルシウムなどの無
機化合物をこの発明の目的を阻害しない範囲で併用する
ことができる。この場合、これらの含有量は樹脂固形分
に対し１重量％〜30重量％が好ましい。

［発明の作用効果］この発明の積層体では、上記の構造式（Ｉ）のアミン
残基成分を全アミン残基の60モル％以上含むポリイミド
樹脂またはポリアミドイミド樹脂を、金属箔と積層する
フィルムの主成分とすることによって、従来問題となっ
ている積層体のカールを低減させ、積層体におけるフィ
ルムと金属箔との接着性を向上させている。

この発明の積層体は、このようにカールが低減され、
優れた接着性を有するので、フレキシブル配線基板など
の分野において幅広く有効に利用され得るものである。

［実施例］実施例１無水トリメリット酸0.1モル（19.2g）、2,4−トリレ
ンジイソシアネート（2,4−TDI）0.02モル（3.5g）、お
よびトリジンジイソシアネート（TODI）0.08モル（21.2
g）をＮ−メチル−２−ピロリドン（NMP）150g中に加え
撹拌しながら、160℃まで１時間で昇温し、さらに160℃
で５時間反応させた。得られたポリマーのNMP中での対
数粘度は1.81であった。

2,4−TDI0.02モルに対しTODIを0.08モル加えているの
で、得られたポリマー中の構造式（Ｉ）のアミン残基成
分はほぼ80モル％である。

乾燥後の厚みが30μｍとなるようにこのポリアミドイ
ミド溶液を電解銅箔上に流延塗布し、100℃で５分間指
触乾燥し、次いで直径20cmの鉄管に樹脂面が外側になる
ように巻付けて、200℃で３時間キュアした。

得られたフレキシブル印刷回路用配線基板のカール
は、樹脂層を内側とする曲率半径15.2cmであり、実用上
何ら差支えない程度であった。

比較例１実施例１で用いたた2,4−TDIおよびTODIの代わりに、
4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートを用いて、
その他の実施例１と同様にしてポリアミドイミド樹脂溶
液を作製し、フレキシブル印刷回路用基板を作製した。
このフレキシブル印刷回路用基板のカールは、樹脂層を
内側として曲率半径0.5cmであり、著しくカールしてい
た。

実施例２ジフェニルテトラカルボン酸無水物0.1モルとＯ−ト
リジン0.1モルを、NMP180g中に添加し、芳香族ポリアミ
ック酸溶液を調製した。この溶液の対数粘度は1.75であ
った。

乾燥後の厚みが30μｍとなるように、この樹脂溶液を
電解銅箔上に流延塗布し、100℃で５分間指触乾燥し、
次いで直径20cmの鉄管に樹脂面が外側になるように巻付
けて、250℃で１時間、350℃で10分間キュアした。

得られたフレキシブル印刷回路用配線基板は、カール
が全く発生していなかった。

実施例３実施例１で調製したのと同様の樹脂溶液を調製し、乾
燥後の厚みが15μｍとなるように、35μｍの電解銅箔上
に流延塗布し、100℃で５分間指触乾燥した。このよう
にして得られた２枚の銅張板を、樹脂面同士が密着する
ように重ね合わせてて、直径20cmの鉄管に巻付け、200
℃で２時間キュアした。得られた積層板は、樹脂面が完
全に接着しており、エッチング後気泡等の発生は全く見
られなかった。

実施例４実施例２において調製したのと同様に樹脂溶液を調製
し、実施例３と同様にして銅張積層板を作製した。得ら
れた積層体は、樹脂面が完全に接着しており、エッチン
グ後気泡等の発生は全く認められなかった。

比較例２無水トリメリット酸0.1モル、TODI0.05モル、および
2,4−TDI0.05モルを、NMP150g中に加え、撹拌しながら1
60℃まで１時間で昇温し、さらに８時間程度反応させ
た。ポリマーの対数粘度は1.50であった。2,4−TDI0.05
モルに対しTODIを0.05モル添加しているので、上記の構
造式（Ｉ）のアミン残基成分が全アミン残基のほぼ50モ
ル％である樹脂が得られた。

乾燥後の厚みが30μｍとなるように、この溶液を35μ
ｍの電解銅箔上に流延塗布し、100℃で５分間指触乾燥
し、次いで直径20cmの鉄管に樹脂面を外側に向けて巻付
け、200℃で３時間キュアした。

得られたフレキシブル銅張板は、樹脂面を内側にして
曲率半径6.5cm程度カールしており、実施例１に比べて
カールの度合が大きかった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B32B 15/08 H05K 1/03

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】イミド結合またはアミド結合を形成した下
記の構造式（Ｉ）のアミン残基成分が全アミン残基の60
モル％以上含まれるポリイミド樹脂またはポリアミドイ
ミド樹脂を主成分とするフィルムと、前記フィルムの少なくとも一方の面の上に積層される金
属箔とを備える、積層体。（ここで、R₁,R₂は、水素、または炭素数１〜４のアル
キル基であり、R₁とR₂は同じでもよい。）
【請求項２】前記フィルムが、低分子量エポキシ樹脂
を、ポリイミド樹脂またはポリアミドイミイド樹脂／低
分子量エポキシ樹脂の重量比で80/20〜99/1含む、請求
項１に記載の積層体。