JP2909844B2 - フレキシブルプリント配線板用基板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、温度変化に対してカー
ル、ねじれ、反りがなく、耐熱性、寸法安定性、接着
性、耐折曲げ性、等に優れたフレキシブルプリント配線
板用基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フレキシブルプリント配線板用基
板はポリイミドやポリエステルのフィルムと導体をエポ
キシ樹脂やアクリル樹脂などの接着剤を介して貼り合わ
せて製造されている。しかし、この様な方法で製造され
たフレキシブルプリント配線板用基板は、接着剤層のた
めに耐熱性や難燃性が低下するという問題があった。ま
た、導体をエッチングした際や、何らかの熱処理を施し
た際の寸法変化率が大きく、その後の工程で支障をきた
すという問題があった。

【０００３】そこで、このような問題を解決すべく、導
体上に直接ポリイミド系樹脂層を形成して、フレキシブ
ルプリント配線板用基板を製造する方法が検討されてい
る。例えば、特開昭６０−１５７２８６号公報において
は、特定構造を有するポリイミド前駆体樹脂を導体上に
直接塗布した後、硬化してフレキシブルプリント配線板
用基板を得る方法が提案されている。しかし、このよう
な方法で得られたフレキシブルプリント配線板用基板は
エッチングにより導体を取り除いた後に、導体のあった
面を内側にして大きくカールしてしまい、その後の工程
において支障をきたすという問題があった。

【０００４】本発明者らは、このような問題点を鑑み
て、ベースのポリイミド系樹脂層をそれぞれ熱膨張係数
の異なるポリイミド樹脂の多層構造とすることにより、
このような問題点が解決できることをすでに開示してい
る（特開平１−２４５５８６号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は先に本発明者
らが開示した方法をさらに発展させたもので、特に高温
での寸法安定性や絶縁破壊電圧などの電気的特性に優れ
たフレキシブルプリント配線板用基板を得ようとするも
のである。したがって、本発明の目的は耐熱性や耐薬品
性等の特性に優れ、カールやねじれがなく、さらには高
温での寸法安定性や電気的特性等にも優れたフレキシブ
ルプリント配線板用基板を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決するために鋭意研究を行った結果、特定構造を有す
るポリイミド樹脂をその組成比率を変えて多層化するこ
とにより目的のフレキシブルプリント配線板用基板が得
られることを見出し本発明を完成するに到った。

【０００７】すなわち、本発明はポリイミド系樹脂層が
直接導体上に積層されてなるフレキシブルプリント配線
板用基板において、ポリイミド系樹脂層が少なくとも２
つの異なる組成のポリイミド系樹脂層からなり、そのう
ち少なくとも２層は下記一般式（１）で示される構成単
位を５０〜１００重量％含むポリイミド樹脂層Ａ及び２
０〜９０重量％含むポリイミド樹脂層Ｂであり、かつ、
ポリイミド樹脂層Ａがポリイミド樹脂層Ｂより下記一般
式（１）の構成単位を少なくとも１０重量％多く含み、
さらに、ポリイミド樹脂層Ａはポリイミド樹脂層Ｂより
も導体よりに設けられていることを特徴とするフレキシ
ブルプリント配線板用基板である。

【化３】

【０００８】ここでいうポリイミド系樹脂とはその主鎖
骨格中にイミド基を含有する樹脂であり、ポリイミド、
ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステル
イミド、ポリシロキサンイミド等が挙げられる。

【０００９】そして本発明においては、ポリイミド系樹
脂が少なくとも２つの異なる組成のポリイミド系樹脂層
からなる多層構造である必要がある。ここでいう異なる
組成とは、それに含まれる構成単位が異なるものは勿論
であるが、同じ構成単位からなるものでも、２種類以上
の構成単位からなる場合には、それらの構成比率が異な
る場合も意味する。そして本発明では、これらの異なる
組成のポリイミド系樹脂層のうち少なくとも２層は下記
一般式（１）

【化４】 で表される構成単位を５０〜１００重量％含むポリイミ
ド系樹脂層Ａ及び同じく２０〜９０重量％含むポリイミ
ド系樹脂層Ｂである必要がある。

【００１０】上記一般式（１）で表されるポリイミド樹
脂は、下記一般式（３）

【化５】 で表されるｐ−フェニレンジアミン誘導体と３，３’，
４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸又はその誘導体
から合成することが可能である。ここで、３，３’，
４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸の誘導体とは、
その酸塩化物、酸無水物、エステル化物などが挙げら
れ、合成上の容易さから酸無水物を用いることが好まし
い。

【００１１】その他の構成単位としては、下記一般式
（２）

【化６】 で表されるポリイミド樹脂を用いることができる。この
とき一般式（２）におけるＡｒ₁ とＡｒ₂ の組み合わせ
で、上記一般式（１）と同一になる組み合わせは除かれ
る。これらのポリイミド樹脂は任意のジアミン、イソシ
アネート類やテトラカルボン酸又はその誘導体、トリメ
リット酸又はその誘導体などから合成される。

【００１２】本発明の必須の構成要素であるポリイミド
樹脂層Ａは、上記一般式（１）で表される構成単位を５
０〜１００重量％含み、同様にポリイミド樹脂層Ｂは、
上記一般式（１）で表される構成単位を２０〜９０重量
％含み、かつ、ポリイミド樹脂層Ａはポリイミド樹脂層
Ｂより上記一般式（１）で表される構成単位を少なくと
も１０重量％多く含んでいる。このときのポリイミド樹
脂層Ａ及びポリイミド樹脂層Ｂを構成するその他のポリ
イミド樹脂として上記一般式（２）で表されるポリイミ
ド樹脂から選ばれる一種又は２種以上を用いることがで
きる。さらにはポリイミド樹脂層Ａはポリイミド樹脂層
Ｂよりも導体に近い位置に配置される。この様な構成を
とることにより、導体をエッチング除去した後の基板の
カールを抑えることができる。

【００１３】また、可撓性付与や流動性改質を目的とし
て他の樹脂やフィラーあるいは消泡剤、レベリング剤の
ような添加剤を加えることも可能である。

【００１４】導体上へポリイミド系樹脂層を形成する方
法は、例えば導体上にポリイミド系前駆体樹脂を直接塗
工し、加熱閉環してポリイミド系樹脂層とする方法が挙
げられる。この際には任意の塗工機を用いることができ
るが、好ましくはグラビアコーター、リバースロールコ
ーター、バーリバースロールコーター、バーコーター、
ドクターブレードコーター、ダイコーター及び多層ダイ
コーターである。さらに、これらを用いてカール防止や
諸特性向上を目的とし２種以上樹脂溶液を２層以上塗布
してもよい。

【００１５】乾燥に用いる装置も、任意のものを用いる
ことができる。上記において本発明で得られるフレキシ
ブルプリント配線板用基板は片側銅張積層板であるが、
この方法を用いて特開平１−２４４８４１号公報に見ら
れるような方法で両面銅張積層板を製造することも可能
である。

【００１６】本発明において用いられる導体としては、
銅、ニッケル、アルミニウム等の金属箔を使用できる
が、好ましくは厚さ５〜１５０μｍの銅箔である。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を示し本発明をさらに
詳しく説明する。寸法安定性は幅１０mm、長さ２００mm
のサンプルを用い、エッチング前後での寸法変化率及び
エッチングしたものをさらに２５０℃の熱風オーブン中
で処理した後の寸法変化率により求めた。銅張品及びフ
ィルムのカールは、それぞれ縦１００mm、横１００mmの
大きさのサンプルを用い、１００℃で１０分間乾燥した
後発生したカールの曲率半径を求めて数値化した。絶縁
破壊電圧の測定は導体をエッチングで取り除いたサンプ
ルに０．５kV/secの速度で電圧を上げ、絶縁破壊が起こ
ったときの電圧を厚みで換算して求めた。はんだ耐熱試
験は、硬化が十分に終了したのち試料を４００℃のはん
だ浴に１分間浸漬した際のふくれ、はがれ等の異常の有
無により判定した。

【００１８】なお、実施例で用いた略号は以下のものを
表す。 ＰＤＡ：ｐ−フェニレンジアミン ＤＤＥ：４，４’−ジアミノジフェニルエーテル ＢＡＰＰ：２，２−ビス（４−（４−アミノフェノキ
シ）フェニル）プロパン ＤＤＭ：４，４’−ジアミノジフェニルメタン ＡＰＢ：１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼ
ン ＢＡＰＳ：ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニ
ル）スルホン ＢＰＤＡ：３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物 ＰＭＤＡ：ピロメリット酸二無水物 ＢＴＤＡ：３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸二無水物 ＤＳＤＡ：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 ＮＭＰ：Ｎ−メチル−２−ピロリドン

【００１９】合成例１ 温度計、塩化カルシウム管、攪拌機及び窒素吸込口を取
りつけた５００mlの４つ口フラスコに２００ml/minの速
度で窒素を流しながらＰＤＡ０．１モル（１０．８ｇ）
及びＮＭＰ２５０ｇを加え攪拌した。次にフラスコを氷
浴にて冷却し、ＢＰＤＡ０．１モル（２９．４ｇ）を加
え重合反応を行い、粘稠なポリイミド前駆体樹脂溶液を
得た。

【００２０】合成例２〜１５ 合成例１と同様の方法で種々のジアミンと酸無水物を用
いてポリイミド前駆体樹脂の合成を行った。結果を表１
に示す。

【表１】

【００２１】実施例１ 合成例１で合成した樹脂溶液（Ｐ−１）を、完全に硬化
させた後の厚みが１０μｍとなるように市販の厚み３５
μｍの電解銅箔（日本鉱業社製）に塗布した後１３０℃
で１０分間溶剤を乾燥させた。次に、合成例４で合成し
た樹脂溶液（Ｐ−４）を、完全に硬化した後の厚みが２
０μｍになるようにその上に塗布し、その後１３０℃、
１０分間溶剤の乾燥を行い、次いで２００℃で１０分間
さらに３５０℃で５分間熱処理を行い硬化させた。

【００２２】得られた銅張品はほぼフラットであり，エ
ッチング後の寸法変化率は−０．０１％と小さいもので
あった。また、はんだ耐熱試験で異常は認められなかっ
た。さらにエッチングしたフィルムの曲率半径は２００
mmであり、加熱収縮率は０．０３％と小さいものであっ
た。また、フィルムの絶縁破壊電圧は１２kV/minと高い
ものであった。

【００２３】実施例２〜１６ 合成例１〜１５で合成した樹脂溶液を用いて試験を行っ
た。結果を表２に示す。

【００２４】比較例１ 合成例１で合成した樹脂溶液（Ｐ−１）を、硬化後の厚
みが３０μｍとなるように塗布した以外は、実施例１と
同様に行った。得られた銅張品の寸法安定性や、絶縁破
壊電圧は良好であったが、エッチング後のフィルムカー
ルが著しく、実用上において大きな問題が発生した。

【００２５】比較例２ 合成例５で合成した樹脂溶液（Ｐ−５）を用いた以外は
比較例１と同様に行った。得られた銅張品は樹脂面を内
側にしてかなり大きなカールが発生し、また、その寸法
安定性や絶縁破壊電圧の低下が認められた。

【００２６】比較例３ 合成例１４で合成した樹脂溶液（Ｐ−１４）を用いた以
外は比較例１と同様に行った。得られた銅張品は樹脂面
を内側にして著しいカールが発生し、寸法安定性や絶縁
破壊電圧が大幅に低下した。

【００２７】比較例４ 合成例１及び合成例６で構成した樹脂溶液（Ｐ−１、Ｐ
−６）を、それぞれ硬化後の厚みが２０μｍ及び１０μ
ｍとなるようにした以外は実施例１と同様に行った。得
られた銅張品は樹脂面を内側にしてかなり大きなカール
が発生し、また、寸法安定性においても低下が認められ
た。

【００２８】比較例５ 合成例２及び合成例３で合成した樹脂溶液（Ｐ−２、Ｐ
−３）を、それぞれ硬化後の厚みが１０μｍ及び２０μ
ｍとなるようにした以外は実施例１と同様に行った。得
られた銅張品は寸法安定性や絶縁破壊電圧も良好であっ
たが、フィルムのカールを抑えることができなかった。

【００２９】比較例６ 合成例４及び合成例１で合成した樹脂溶液（Ｐ−４、Ｐ
−１）を、それぞれ硬化後の厚みが２０μｍ及び１０μ
ｍとなるようにした以外は実施例１と同様に行った。得
られた銅張品は寸法安定性や絶縁破壊電圧も良好であっ
たが、フィルムのカールを抑えることができなかった。

【表２】

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明方法によれば、高寸
法安定性、低熱膨張性、耐熱性に優れた、カールのない
フレキシブルプリント配線板用基板を製造することがで
きる。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリイミド系樹脂層が直接導体上に積層
   されてなるフレキシブルプリント配線板用基板におい
   て、ポリイミド系樹脂層が少なくとも２つの異なる組成
   のポリイミド系樹脂層からなり、そのうち少なくとも２
   層は下記一般式（１）で示される構成単位を５０〜１０
   ０重量％含むポリイミド樹脂層Ａ及び２０〜９０重量％
   含むポリイミド樹脂層Ｂであり、かつ、ポリイミド樹脂
   層Ａがポリイミド樹脂層Ｂより下記一般式（１）の構成
   単位を少なくとも１０重量％多く含み、さらに、ポリイ
   ミド樹脂層Ａはポリイミド樹脂層Ｂよりも導体よりに設
   けられていることを特徴とするフレキシブルプリント配
   線板用基板。 【化１】
2. 【請求項２】 ポリイミド樹脂層Ｂが一般式（１）で表
   される構成単位の他に、一般式（１）と同一でない下記
   一般式（２）で表される構成単位を含むポリイミド樹脂
   であることを特徴とする請求項（１）記載のフレキシブ
   ルプリント配線板用基板。 【化２】