JP3641952B2 - ポリイミドフィルム及びフレキシブル基板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブル基板の絶縁ベースとして有用なポリイミドフィルム及びそれを用いたフレキシブル基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フレキシブル基板の一般的な作製方法としては、絶縁層であるポリイミドフィルム上に、ウェットプロセスにより金属メッキ層を導体層として形成する方法が挙げられる。ここで、ポリイミドフィルムは、酸二無水物とジアミン（ピロメリット酸二無水物／ジアミノジフェニルエーテル、ジフェニルテトラカルボン酸二無水物／パラフェニレンジアミン等）とから誘導された単層構造の市販品が広く使用されている。
【０００３】
ところで、単層構造の市販のポリイミドフィルムは、そのままでは金属メッキ層との密着性が十分でないので、金属メッキ層の形成に先だって水酸化カリウム水溶液やヒドラジン水溶液等の強アルカリ性水溶液で表面処理が施されている。しかしながら、一定の表面状態になるように表面処理を制御することは非常に難しく、しかも有害ガスの発生や大量の排水を処理する必要があり、ハイコストな環境汚染対策が必要となっている。
【０００４】
そこで、単層構造の市販のポリイミドフィルムの表面処理を、比較的制御の容易なドライプロセス（例えば、グロー放電処理、プラズマ放電処理、イオンビーム照射処理、プラズマ励起反応性イオン照射等）により行い、引き続きスパッタ法等のドライプロセスにより金属薄膜をポリイミドフィルム上に形成し、更にその上にウェットプロセス（電解メッキ法）により電解メッキ金属層を形成することが試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリイミドフィルムの表面処理をドライプロセスにより行った場合において、単層構造の市販のポリイミドフィルムのドライプロセス処理表面と金属薄膜との密着性が十分でないという問題があった。
【０００６】
また、作製したフレキシブル基板がカールしてしまい、部品実装に支障をきたす場合があった。
【０００７】
本発明は、以上の従来の技術の問題点を解決しようとするものであり、フレキシブル基板に適したポリイミドフィルムと、その上にドライプロセスにより形成される金属薄膜との間の密着性を向上させ、且つカールの発生を抑制することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、ポリイミドフィルムを３層構造とし、それらの中央のポリイミド層として、ポリイミドフィルム上に形成する導体層の熱線膨張係数とほぼ同等の熱線膨張係数を有するものを使用することにより、通常のフレキシブル基板製造工程における熱履歴の内容によらずフレキシブル基板のカール発生を抑制することができ、しかも金属薄膜に接する側のポリイミド層をスルホン基含有ポリイミドから構成することにより、ポリイミドフィルムと金属薄膜との間の密着性を向上させることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、絶縁層の両面に導体層が配設されてなる両面フレキシブル基板の当該絶縁層を構成するための両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムであって、第１ポリイミド層、第２ポリイミド層及び第３ポリイミド層の３層構造を有し、それらの中央に位置する第２ポリイミド層は導体層と略同一の１８×１０ -6 ／Ｋ〜２３×１０ -6 ／Ｋの熱線膨張係数を有し、導体層に接する側に配設される第１ポリイミド層及び第３ポリイミド層はスルホン基含有ポリイミドから構成されており、第１ポリイミド層と第３ポリイミド層との熱線膨張係数の差の絶対値が、３×１０ -6 ／Ｋ以内である、両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムを提供する。
また、本発明は、この両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムの第１ポリイミド層側表面および第３ポリイミド層側表面のそれぞれに、ドライプロセスにより形成された金属薄膜と、その金属薄膜上に形成された電解メッキ金属層とからなる導体層が設けられていることを特徴とする両面フレキシブル基板を提供する。
更に、本発明は、この両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムの製造方法であって、
剥離ベース上に、第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを塗工し、揮発分含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを形成し、
この第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルム上に、第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを同様に塗工し、揮発分含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを形成し、
この第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルム上に、第３ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを同様に塗工し、揮発分含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第３ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを形成することにより３層構造のポリアミック酸フィルムを形成し、そして
得られた３層構造のポリアミック酸フィルムを、剥離ベースから剥離し、不活性ガス雰囲気下、２３０〜３５０℃で完全イミド化することを特徴とする両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムの製造方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明のポリイミドフィルムは、導体層上に絶縁層が配設されてなるフレキシブル基板の当該絶縁層を構成するためのポリイミドフィルムであって、図１に示すように、第１ポリイミド層１、第２ポリイミド層２及び第３ポリイミド層３の３層構造を有する。
【００１２】
本発明においては、第１ポリイミド層１と第３ポリイミド層３とに挟持されている中央の第２ポリイミド層２として、導体層と略同一の熱線膨張係数を有するものを使用する。これにより、通常の熱履歴（常温保存、はんだディップ処理等）の内容によらずフレキシブル基板のカール発生を抑制することができる。
【００１３】
第２ポリイミド層２の熱線膨張係数は、フレキシブル基板に一般的に用いられている導体の熱線膨張係数が表１に示される数値である点に鑑みて、好ましくは（１０〜２５）×１０-6／Ｋ、より好ましくは（１８〜２３）×１０-6／Ｋに調整することが好ましい。
【００１４】
また、第１ポリイミド層１及び第３ポリイミド層３の熱線膨張係数は、カールを抑制する効果の点から、両者の差の絶対値が３×１０-6／Ｋ以内であることが好ましい。勿論同一であってもよいし、また、第２ポリイミド層２とほぼ同一であってもいっこうに差し支えない。
【００１５】
【表１】
【００１６】
また、本発明のポリイミドフィルムにおいては、導体層に接する側の第１ポリイミド層１は、スルホン基含有ポリイミドから構成する。スルホン基の存在により、それと金属薄膜との間の密着力を向上させることができる。しかも通常の熱履歴によっても安定した密着性を確保することができる。
【００１７】
なお、第３ポリイミド層３もスルホン基含有ポリイミドから構成した場合には、その熱線膨張係数を第１ポリイミド層１の熱線膨張係数と容易に略同一にすることができ、しかも第３ポリイミド層３上にも良好な密着性で金属薄膜を形成することができるので、両面フレキシブル基板を製造する上で好ましい。
【００１８】
ここで、スルホン基含有ポリイミドとしては、酸二無水物とジアミンとから誘導されたものを好ましく使用することができ、そのスルホン基は酸二無水物及びジアミンの少なくともいずれか一方に予め存在するスルホン基に由来する。特に、酸二無水物及びジアミンの双方にスルホン基が存在する場合に得られるスルホン基含有ポリイミドを好ましく使用することができる。
【００１９】
酸二無水物の例としては、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、３，４，３′，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、３，４，３′，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、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（ＤＳＤＡ）が好ましく挙げられる。
【００２０】
ジアミンの例としては、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＰＥ）、パラフェニレンジアミン（ＰＤＡ）、４，４′−ジアミノベンズアニリド（ＤＡＢＡ）、４，４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホン（ＢＡＰＳ）が好ましく挙げられる。
【００２１】
第１ポリイミド層１、第２ポリイミド層２及び第３ポリイミド層３の層厚に関し、第２ポリイミド層２の厚みは、第１ポリイミド層１及び第３ポリイミド層３よりも厚いことが好ましい。具体的には、第２ポリイミド層の厚みは、薄すぎると熱線膨張係数を（１０〜２５）×１０-6／Ｋの範囲に収めることが困難となり、厚すぎるとポリイミドフィルム自体が硬くなり、所定の大きさのロール巻きができなくなるので、好ましくは１０〜２００μｍとする。また、第１ポリイミド層１と第３ポリイミド層３の厚みは、薄すぎると成膜しにくくなり、厚すぎると第２ポリイミド層２の熱線膨張係数に依存させているポリイミドフィルム全体の熱線膨張係数と導体の熱線膨張係数と差が大きくなる可能性があるので、好ましくは１〜１０μｍとする。
【００２２】
図１に示すような本発明のポリイミドフィルムは、その片面に、又は第３ポリイミド層３もスルホン基含有ポリイミドから構成した場合にはその両面に、ドライプロセスにより形成された金属薄膜とその金属薄膜上に形成された電解メッキ金属層とからなる導体層を設けることにより、それぞれ片面又は両面フレキシブル基板となる。
【００２３】
このフレキシブル基板は、スルホン基含有ポリイミド層（第１ポリイミド層のみ、又は第１ポリイミド層と第３ポリイミド層との両層）が表面に存在し、内部に導体層と略同一の熱線膨張係数のポリイミド層（第２ポリイミド層）を有する本発明のポリイミドフィルムを使用しているので、ドライプロセスにより形成される金属薄膜の密着性は通常の熱履歴に対しても良好なものとなる。しかも、ポリイミドフィルム全体の熱線膨張係数を実質的に規定する第２ポリイミド層の熱線膨張係数が導体層のそれとほぼ同一であるので、常温及び部品実装温度におけるカールの発生を大きく抑制することができる。
【００２４】
金属薄膜はドライプロセスにより形成されるが、ドライプロセスとしては一般的な物理蒸着法（例えば、真空蒸着プロセス、イオンプレーティングプロセス、スパッタプロセス等）を利用することができる。
【００２５】
金属薄膜としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｐｄ、Ｃｕあるいはこれらの合金の薄膜が好ましい。特に、耐金メッキ性や耐スズメッキ性等を考慮すると、スパッタプロセスにより形成されるＮｉ−Ｃｕ薄膜（５０〜５００Å厚）／銅薄膜（１００〜２０００Å厚）の２層構造薄膜が好ましい。
【００２６】
電解メッキ金属層としては、５〜５０μｍ厚の電解銅メッキ層が好ましい。電解銅メッキ層の形成は、適宜選択することができ、例えば電流密度０．２〜１０Ａ／ｄｍ2の硫酸銅浴メッキにより形成することができる。
【００２７】
なお、金属薄膜の形成に先だって、ポリイミドフィルムの表面に対し、グロー放電処理やプラズマ放電処理（酸化窒素ガス、酸素、アルゴン等のガス又は混合ガス雰囲気）、紫外線照射処理等の表面改質処理を施すことが、密着性を向上させる点から好ましい。
【００２８】
以下に、本発明のポリイミドフィルムの製造例を説明する。
【００２９】
まず、第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを、剥離ベース（例えば、ステンレススチールドラムもしくはベルト、耐熱性樹脂剥離シート、金属箔等）上にＴダイ等により塗工し、揮発分（溶剤や縮合により生ずる水等）含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを作製する。
【００３０】
ここで、揮発分含有量が７重量％未満であると、過度にイミド化が進行していることを意味し、第２ポリイミド層との密着性が不十分になるおそれがあり、５０重量％を超えると、最終的なイミド化時に発泡し、所望の性能のポリイミドフィルムが得られないおそれがある。
【００３１】
次に、第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルム上に、第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを同様に塗工し、揮発分含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを作製する。
【００３２】
次に、第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルム上に、第３ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを同様に塗工し、揮発分含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第３ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを作製する。これにより、３層構造のポリアミック酸フィルムが得られる。
【００３３】
次に、得られた３層構造のポリアミック酸フィルムを、剥離ベースから剥離し、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下、２３０〜３５０℃で完全イミド化することにより本発明のポリイミドフィルムが得られる。
【００３４】
なお、剥離ベースとして金属箔を用いた場合には、金属箔から３層構造のポリアミック酸フィルムを剥離する前に完全イミド化し、金属箔をエッチング除去することによりポリイミドフィルムが得られる。
【００３５】
本発明のポリイミドフィルムを用いて片面フレキシブル基板の製造例を以下に説明する。
【００３６】
まず、ポリイミドフィルムの表面に、ドライプロセス（真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法等）により金属薄膜を形成する。
【００３７】
なお、この金属薄膜の形成に先だって、ポリイミドフィルム表面に表面改質処理（グロー放電、プラズマ放電処理等）を予め施すことが好ましい。
【００３８】
次に、形成された金属薄膜上に電解メッキ金属層を形成する。これにより、片面フレキシブル基板が得られる。以上の同様の操作を、ポリイミドフィルム裏面に繰り返すことにより、両面フレキシブル基板が得られる。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明を具体的に説明する。
【００４０】
参考例Ａ１
（スルホン基を有する酸二無水物を使用したポリアミック酸ワニスの調製）
ジャケット付きの６０リットルの反応釜に、パラフェニレンジアミン（ＰＤＡ、三井化学社製）０．４３３ｋｇ（４．００モル）と、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＰＥ、和歌山精化社製）０．８０１ｋｇ（４．００モル）とを、窒素ガス雰囲気下で溶剤Ｎ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ、三菱化学社製）約３５．３ｋｇに溶解した。その後、２５℃において、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（ＤＳＤＡ、新日本理化社製）２．６９０ｋｇ（８．０８モル）を徐々に加えながら、３時間反応させた。これにより、固形分約１０％、粘度２０Ｐａ・Ｓ（２５℃）のポリアミック酸ワニスを調製した。
【００４１】
得られたポリアミック酸ワニスを銅箔の上に塗布し、８０〜１６０℃の連続炉で溶剤を飛散させた後、雰囲気温度を２３０〜３５０℃まで昇温し、３５０℃で３０分間処理してイミド化した。そして銅箔を塩化第２鉄溶液でエッチング除去することにより２５μｍ厚の単層ポリイミドフィルムを得た。得られたポリイミドフィルムの熱線膨張係数（使用測定装置：サーマルメカニカルアナライザー（ＴＭＡ／ＳＣＣ１５０ＣＵ、ＳＩＩ社製（引張法：使用荷重２．５ｇ〜５ｇ））は３６×１０-6／Ｋであった。
【００４２】
参考例Ａ２
（スルホン基を有するジアミンを使用したポリアミック酸ワニスの調製）
参考例Ａ１と同様に、４，４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホン（ＢＡＰＳ、和歌山精化社製）３．４６０ｋｇ（８．００モル）を、窒素ガス雰囲気下で溶剤Ｎ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ、三菱化学社製）約５４．５ｋｇに溶解した。その後、２５℃において、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ、ダイセル化学社製）２．６０３ｋｇ（８．０８モル）を徐々に加えながら、３時間反応させた。これにより、固形分約１０％、粘度１５Ｐａ・Ｓ（２５℃）のポリアミック酸ワニスを調製した。
【００４３】
得られたポリアミック酸ワニスを参考例Ａ１と同様に処理することにより、単層ポリイミドフィルムを得た（熱線膨張係数：４３×１０-6／Ｋ）。
【００４４】
参考例Ａ３
（スルホン基を有する酸無水物とスルホン基を有するジアミンとを使用したポリアミック酸ワニスの調製）
参考例Ａ１と同様に、４，４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホン（ＢＡＰＳ、和歌山精化社製）３．４６０ｋｇ（８．００モル）を、窒素ガス雰囲気下で溶剤Ｎ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ、三菱化学社製）約５５．３ｋｇに溶解した。その後、２５℃において、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（ＤＳＤＡ、新日本理化社製）２．６９０ｋｇ（８．０８モル）を徐々に加えながら、３時間反応させた。これにより、固形分約１０％、粘度１２Ｐａ・Ｓ（２５℃）のポリアミック酸ワニスを調製した。
【００４５】
得られたポリアミック酸ワニスを参考例Ａ１と同様に処理することにより、単層ポリイミドフィルムを得た（熱線膨張係数：５３×１０-6／Ｋ）。
【００４６】
参考例Ｂ１〜Ｂ６
（熱線膨張係数の異なるポリイミドフィルムを作製するためのポリアミック酸ワニスの調製）
ジャケット付きの６０リットルの反応釜に、表２に示す一種又は二種のジアミン（合計１０．０モル）を、窒素ガス雰囲気下で溶剤Ｎ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ、三菱化学社製）約４６ｋｇに溶解した。その後、５０℃において、表２の酸二無水物（１０．１モル）を徐々に加えながら、３時間反応させた。これにより、固形分約１０％で表２の粘度のポリアミック酸ワニスを調製した。
【００４７】
得られたポリアミック酸ワニスを銅箔の上に塗布し、８０〜１６０℃の連続炉で溶剤を飛散させた後、雰囲気温度を２３０〜３５０℃まで昇温し、３５０℃で３０分間処理してイミド化した。そして銅箔を塩化第２鉄溶液でエッチング除去することにより、表２の熱線膨張係数を示す２５μｍ厚の単層ポリイミドフィルムを得た。
【００４８】
なお、表２中において使用した酸二無水物及びジアミンの略称は以下の通りである。
【００４９】
酸二無水物
ＰＭＤＡ： ピロメリット酸二無水物
ＢＰＤＡ： ３，４，３′，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
ＢＴＤＡ： ３，４，３′，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
ジアミン
ＤＰＥ： ４，４′−ジアミノジフェニルエーテル
ＰＤＡ： パラフェニレンジアミン
ＤＡＢＡ： ４，４′−ジアミノベンズアニリド
【００５０】
【表２】
【００５１】
実験例１〜１０
（３層構造のポリイミドフィルムの作製）
鏡面仕上げのステンレススチール製ベルト（幅３００ｍｍ）上に、表３又は表４に示すポリアミック酸ワニスを使用して第１ポリイミド層となるポリアミック酸膜（残存揮発分含有量約２５％〜３５％）を形成した。
【００５２】
次に、このポリアミック酸膜上に、第２ポリイミド層となるポリアミック酸膜残存揮発分含有量約２５％〜３５％）を形成し、更に、第３ポリイミド層となるポリアミック酸膜（残存揮発分含有量約２５％〜３５％）を形成した。得られた３層構造のポリアミック酸フィルムをベルトから剥離したところ、３層合わせての残存揮発分含有量は約２５％〜約３５％であった（詳細は表３及び表４参照）。また、発泡等の欠陥も観察されなかった。
【００５３】
この３層構造のポリアミック酸フィルムを、１７０℃から３５０℃の窒素雰囲気の連続炉中で加熱し、更に３５０℃で３０分間イミド化し、３層構造のポリイミドフィルムを得た。
【００５４】
なお、実験例１０として、ポリイミドフィルムとして市販の単層のポリイミドフィルム（カプトン１００Ｈ、デュポン社製）を使用した。
【００５５】
実験例１１〜２０
（フレキシブル基板の作製）
得られた実験例１〜１０のポリイミドフィルムの表面に対し、プラズマドライクリーナー装置（ＰＸ−１０００、Ｍａｒｃｈ社製）を使用し、真空度８０ｍｍＴｏｒｒ、高周波出力１２０Ｗという条件で発生させたアルゴンプラズマを照射することにより表面処理を行った。次いで、その処理表面に、ＤＣマグネトロンスパッタ法を適用して、Ｎｉ−Ｃｕ合金（５０％／５０％）ターゲットから１５０Å厚のＮｉ／Ｃｕ合金薄膜を形成した。更に、Ｃｕターゲットから厚さ約１０００ÅのＣｕ薄膜を形成させた。必要に応じて、同様な手法によりポリイミドフィルム裏面に同様の金属薄膜を形成した。
【００５６】
次に、形成した金属薄膜を電極として、電解銅メッキ法により厚さ１８μｍのＣｕメッキ層を厚づけして導体層を形成した。これにより片面もしくは両面フレキシブル基板を得た。
【００５７】
（評価）
実験例１〜１０のポリイミドフィルムについて、「熱線膨張係数」及び「カール」を以下に説明するように測定した。また、実験例１１〜２０のフレキシブル基板について、「熱線膨張係数」及び「カール」に加えて、ポリイミドフィルムと導体層との間の「接着強度」を以下に説明するように測定した。得られた結果を表５及び表６に示す。
【００５８】
熱線膨張係数の測定
参考例Ａ１と同様に、熱線膨張係数測定装置（サーマルメカニカルアナライザー（ＴＭＡ／ＳＣＣ１５０ＣＵ、ＳＩＩ社製））を用いて、引張法（使用荷重２．５ｇ〜５ｇ）により測定した。
【００５９】
カールの測定
ポリイミドフィルム及びフレキシブル基板を１０ｃｍ四方の大きさに切り出し、下に凸の状態で水平板上に載せたときの四隅の高さの平均から曲率半径を算出した。実用的には曲率半径が２００ｍｍ以上であることが望まれる。
【００６０】
接着強度の測定
導体層上に、液状レジスト（ＲＸ−２０，東京応化工業社製）を塗布し、乾燥／露光／現像し、塩化第２鉄水溶液でエッチングして導体パターンを作成し、ＪＩＳ Ｃ６４７１ に従って９０度剥離を行ったときの接着強度を測定した。
【００６１】
【表３】
【００６２】
【表４】
【００６３】
【表５】
【００６４】
【表６】
【００６５】
以上の実験結果から、第１ポリイミド層、第２ポリイミド層及び第３ポリイミド層の３層構造を有するポリイミドフィルムにおいて、それらの中央の第２ポリイミド層として導体層と略同一の熱線膨張係数を有するものを使用し、且つ導体層に接する側に配設する第１ポリイミド層をスルホン基含有ポリイミドから構成すると、その上にドライプロセスにより金属薄膜を良好な接着強度で、カールの発生を大きく抑制しつつ形成することができる。
【００６６】
また、第３ポリイミド層もスルホン基含有ポリイミドから構成すると、第１ポリイミド層上にだけでなく、第３ポリイミド層上にもドライプロセスにより金属薄膜を良好な接着強度で、カールの発生を大きく抑制しつつ形成することができ、よって良好な特性の両面フレキシブル基板を製造することができる。
【００６７】
また、実験例１７及び１８の結果から、第１ポリイミド層と第３ポリイミド層との間の熱線膨張係数の差が比較的大きくなると、カール発生し易くなることがわかる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、フレキシブル基板に適したポリイミドフィルムとその上にドライプロセスにより形成される金属薄膜との間の密着性を向上させ、同時に熱履歴の内容によらずカールの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリイミドフィルムの断面図である。
【符号の説明】
１ 第１ポリイミド層
２ 第２ポリイミド層
３ 第３ポリイミド層
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブル基板の絶縁ベースとして有用なポリイミドフィルム及びそれを用いたフレキシブル基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フレキシブル基板の一般的な作製方法としては、絶縁層であるポリイミドフィルム上に、ウェットプロセスにより金属メッキ層を導体層として形成する方法が挙げられる。ここで、ポリイミドフィルムは、酸二無水物とジアミン（ピロメリット酸二無水物／ジアミノジフェニルエーテル、ジフェニルテトラカルボン酸二無水物／パラフェニレンジアミン等）とから誘導された単層構造の市販品が広く使用されている。
【０００３】
ところで、単層構造の市販のポリイミドフィルムは、そのままでは金属メッキ層との密着性が十分でないので、金属メッキ層の形成に先だって水酸化カリウム水溶液やヒドラジン水溶液等の強アルカリ性水溶液で表面処理が施されている。しかしながら、一定の表面状態になるように表面処理を制御することは非常に難しく、しかも有害ガスの発生や大量の排水を処理する必要があり、ハイコストな環境汚染対策が必要となっている。
【０００４】
そこで、単層構造の市販のポリイミドフィルムの表面処理を、比較的制御の容易なドライプロセス（例えば、グロー放電処理、プラズマ放電処理、イオンビーム照射処理、プラズマ励起反応性イオン照射等）により行い、引き続きスパッタ法等のドライプロセスにより金属薄膜をポリイミドフィルム上に形成し、更にその上にウェットプロセス（電解メッキ法）により電解メッキ金属層を形成することが試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリイミドフィルムの表面処理をドライプロセスにより行った場合において、単層構造の市販のポリイミドフィルムのドライプロセス処理表面と金属薄膜との密着性が十分でないという問題があった。
【０００６】
また、作製したフレキシブル基板がカールしてしまい、部品実装に支障をきたす場合があった。
【０００７】
本発明は、以上の従来の技術の問題点を解決しようとするものであり、フレキシブル基板に適したポリイミドフィルムと、その上にドライプロセスにより形成される金属薄膜との間の密着性を向上させ、且つカールの発生を抑制することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、ポリイミドフィルムを３層構造とし、それらの中央のポリイミド層として、ポリイミドフィルム上に形成する導体層の熱線膨張係数とほぼ同等の熱線膨張係数を有するものを使用することにより、通常のフレキシブル基板製造工程における熱履歴の内容によらずフレキシブル基板のカール発生を抑制することができ、しかも金属薄膜に接する側のポリイミド層をスルホン基含有ポリイミドから構成することにより、ポリイミドフィルムと金属薄膜との間の密着性を向上させることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、絶縁層の両面に導体層が配設されてなる両面フレキシブル基板の当該絶縁層を構成するための両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムであって、第１ポリイミド層、第２ポリイミド層及び第３ポリイミド層の３層構造を有し、それらの中央に位置する第２ポリイミド層は導体層と略同一の１８×１０ -6 ／Ｋ〜２３×１０ -6 ／Ｋの熱線膨張係数を有し、導体層に接する側に配設される第１ポリイミド層及び第３ポリイミド層はスルホン基含有ポリイミドから構成されており、第１ポリイミド層と第３ポリイミド層との熱線膨張係数の差の絶対値が、３×１０ -6 ／Ｋ以内である、両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムを提供する。
また、本発明は、この両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムの第１ポリイミド層側表面および第３ポリイミド層側表面のそれぞれに、ドライプロセスにより形成された金属薄膜と、その金属薄膜上に形成された電解メッキ金属層とからなる導体層が設けられていることを特徴とする両面フレキシブル基板を提供する。
更に、本発明は、この両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムの製造方法であって、
剥離ベース上に、第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを塗工し、揮発分含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを形成し、
この第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルム上に、第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを同様に塗工し、揮発分含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを形成し、
この第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルム上に、第３ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを同様に塗工し、揮発分含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第３ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを形成することにより３層構造のポリアミック酸フィルムを形成し、そして
得られた３層構造のポリアミック酸フィルムを、剥離ベースから剥離し、不活性ガス雰囲気下、２３０〜３５０℃で完全イミド化することを特徴とする両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムの製造方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明のポリイミドフィルムは、導体層上に絶縁層が配設されてなるフレキシブル基板の当該絶縁層を構成するためのポリイミドフィルムであって、図１に示すように、第１ポリイミド層１、第２ポリイミド層２及び第３ポリイミド層３の３層構造を有する。
【００１２】
本発明においては、第１ポリイミド層１と第３ポリイミド層３とに挟持されている中央の第２ポリイミド層２として、導体層と略同一の熱線膨張係数を有するものを使用する。これにより、通常の熱履歴（常温保存、はんだディップ処理等）の内容によらずフレキシブル基板のカール発生を抑制することができる。
【００１３】
第２ポリイミド層２の熱線膨張係数は、フレキシブル基板に一般的に用いられている導体の熱線膨張係数が表１に示される数値である点に鑑みて、好ましくは（１０〜２５）×１０-6／Ｋ、より好ましくは（１８〜２３）×１０-6／Ｋに調整することが好ましい。
【００１４】
また、第１ポリイミド層１及び第３ポリイミド層３の熱線膨張係数は、カールを抑制する効果の点から、両者の差の絶対値が３×１０-6／Ｋ以内であることが好ましい。勿論同一であってもよいし、また、第２ポリイミド層２とほぼ同一であってもいっこうに差し支えない。
【００１５】
【表１】
また、本発明のポリイミドフィルムにおいては、導体層に接する側の第１ポリイミド層１は、スルホン基含有ポリイミドから構成する。スルホン基の存在により、それと金属薄膜との間の密着力を向上させることができる。しかも通常の熱履歴によっても安定した密着性を確保することができる。
【００１７】
なお、第３ポリイミド層３もスルホン基含有ポリイミドから構成した場合には、その熱線膨張係数を第１ポリイミド層１の熱線膨張係数と容易に略同一にすることができ、しかも第３ポリイミド層３上にも良好な密着性で金属薄膜を形成することができるので、両面フレキシブル基板を製造する上で好ましい。
【００１８】
ここで、スルホン基含有ポリイミドとしては、酸二無水物とジアミンとから誘導されたものを好ましく使用することができ、そのスルホン基は酸二無水物及びジアミンの少なくともいずれか一方に予め存在するスルホン基に由来する。特に、酸二無水物及びジアミンの双方にスルホン基が存在する場合に得られるスルホン基含有ポリイミドを好ましく使用することができる。
【００１９】
酸二無水物の例としては、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、３，４，３′，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、３，４，３′，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、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（ＤＳＤＡ）が好ましく挙げられる。
【００２０】
ジアミンの例としては、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＰＥ）、パラフェニレンジアミン（ＰＤＡ）、４，４′−ジアミノベンズアニリド（ＤＡＢＡ）、４，４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホン（ＢＡＰＳ）が好ましく挙げられる。
【００２１】
第１ポリイミド層１、第２ポリイミド層２及び第３ポリイミド層３の層厚に関し、第２ポリイミド層２の厚みは、第１ポリイミド層１及び第３ポリイミド層３よりも厚いことが好ましい。具体的には、第２ポリイミド層の厚みは、薄すぎると熱線膨張係数を（１０〜２５）×１０-6／Ｋの範囲に収めることが困難となり、厚すぎるとポリイミドフィルム自体が硬くなり、所定の大きさのロール巻きができなくなるので、好ましくは１０〜２００μｍとする。また、第１ポリイミド層１と第３ポリイミド層３の厚みは、薄すぎると成膜しにくくなり、厚すぎると第２ポリイミド層２の熱線膨張係数に依存させているポリイミドフィルム全体の熱線膨張係数と導体の熱線膨張係数と差が大きくなる可能性があるので、好ましくは１〜１０μｍとする。
【００２２】
図１に示すような本発明のポリイミドフィルムは、その片面に、又は第３ポリイミド層３もスルホン基含有ポリイミドから構成した場合にはその両面に、ドライプロセスにより形成された金属薄膜とその金属薄膜上に形成された電解メッキ金属層とからなる導体層を設けることにより、それぞれ片面又は両面フレキシブル基板となる。
【００２３】
このフレキシブル基板は、スルホン基含有ポリイミド層（第１ポリイミド層のみ、又は第１ポリイミド層と第３ポリイミド層との両層）が表面に存在し、内部に導体層と略同一の熱線膨張係数のポリイミド層（第２ポリイミド層）を有する本発明のポリイミドフィルムを使用しているので、ドライプロセスにより形成される金属薄膜の密着性は通常の熱履歴に対しても良好なものとなる。しかも、ポリイミドフィルム全体の熱線膨張係数を実質的に規定する第２ポリイミド層の熱線膨張係数が導体層のそれとほぼ同一であるので、常温及び部品実装温度におけるカールの発生を大きく抑制することができる。
【００２４】
金属薄膜はドライプロセスにより形成されるが、ドライプロセスとしては一般的な物理蒸着法（例えば、真空蒸着プロセス、イオンプレーティングプロセス、スパッタプロセス等）を利用することができる。
【００２５】
金属薄膜としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｐｄ、Ｃｕあるいはこれらの合金の薄膜が好ましい。特に、耐金メッキ性や耐スズメッキ性等を考慮すると、スパッタプロセスにより形成されるＮｉ−Ｃｕ薄膜（５０〜５００Å厚）／銅薄膜（１００〜２０００Å厚）の２層構造薄膜が好ましい。
【００２６】
電解メッキ金属層としては、５〜５０μｍ厚の電解銅メッキ層が好ましい。電解銅メッキ層の形成は、適宜選択することができ、例えば電流密度０．２〜１０Ａ／ｄｍ2の硫酸銅浴メッキにより形成することができる。
【００２７】
なお、金属薄膜の形成に先だって、ポリイミドフィルムの表面に対し、グロー放電処理やプラズマ放電処理（酸化窒素ガス、酸素、アルゴン等のガス又は混合ガス雰囲気）、紫外線照射処理等の表面改質処理を施すことが、密着性を向上させる点から好ましい。
【００２８】
以下に、本発明のポリイミドフィルムの製造例を説明する。
【００２９】
まず、第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを、剥離ベース（例えば、ステンレススチールドラムもしくはベルト、耐熱性樹脂剥離シート、金属箔等）上にＴダイ等により塗工し、揮発分（溶剤や縮合により生ずる水等）含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを作製する。
【００３０】
ここで、揮発分含有量が７重量％未満であると、過度にイミド化が進行していることを意味し、第２ポリイミド層との密着性が不十分になるおそれがあり、５０重量％を超えると、最終的なイミド化時に発泡し、所望の性能のポリイミドフィルムが得られないおそれがある。
【００３１】
次に、第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルム上に、第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを同様に塗工し、揮発分含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを作製する。
【００３２】
次に、第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルム上に、第３ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを同様に塗工し、揮発分含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第３ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを作製する。これにより、３層構造のポリアミック酸フィルムが得られる。
【００３３】
次に、得られた３層構造のポリアミック酸フィルムを、剥離ベースから剥離し、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下、２３０〜３５０℃で完全イミド化することにより本発明のポリイミドフィルムが得られる。
【００３４】
なお、剥離ベースとして金属箔を用いた場合には、金属箔から３層構造のポリアミック酸フィルムを剥離する前に完全イミド化し、金属箔をエッチング除去することによりポリイミドフィルムが得られる。
【００３５】
本発明のポリイミドフィルムを用いて片面フレキシブル基板の製造例を以下に説明する。
【００３６】
まず、ポリイミドフィルムの表面に、ドライプロセス（真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法等）により金属薄膜を形成する。
【００３７】
なお、この金属薄膜の形成に先だって、ポリイミドフィルム表面に表面改質処理（グロー放電、プラズマ放電処理等）を予め施すことが好ましい。
【００３８】
次に、形成された金属薄膜上に電解メッキ金属層を形成する。これにより、片面フレキシブル基板が得られる。以上の同様の操作を、ポリイミドフィルム裏面に繰り返すことにより、両面フレキシブル基板が得られる。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明を具体的に説明する。
【００４０】
参考例Ａ１
（スルホン基を有する酸二無水物を使用したポリアミック酸ワニスの調製）
ジャケット付きの６０リットルの反応釜に、パラフェニレンジアミン（ＰＤＡ、三井化学社製）０．４３３ｋｇ（４．００モル）と、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＰＥ、和歌山精化社製）０．８０１ｋｇ（４．００モル）とを、窒素ガス雰囲気下で溶剤Ｎ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ、三菱化学社製）約３５．３ｋｇに溶解した。その後、２５℃において、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（ＤＳＤＡ、新日本理化社製）２．６９０ｋｇ（８．０８モル）を徐々に加えながら、３時間反応させた。これにより、固形分約１０％、粘度２０Ｐａ・Ｓ（２５℃）のポリアミック酸ワニスを調製した。
【００４１】
得られたポリアミック酸ワニスを銅箔の上に塗布し、８０〜１６０℃の連続炉で溶剤を飛散させた後、雰囲気温度を２３０〜３５０℃まで昇温し、３５０℃で３０分間処理してイミド化した。そして銅箔を塩化第２鉄溶液でエッチング除去することにより２５μｍ厚の単層ポリイミドフィルムを得た。得られたポリイミドフィルムの熱線膨張係数（使用測定装置：サーマルメカニカルアナライザー（ＴＭＡ／ＳＣＣ１５０ＣＵ、ＳＩＩ社製（引張法：使用荷重２．５ｇ〜５ｇ））は３６×１０-6／Ｋであった。
【００４２】
参考例Ａ２
（スルホン基を有するジアミンを使用したポリアミック酸ワニスの調製）
参考例Ａ１と同様に、４，４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホン（ＢＡＰＳ、和歌山精化社製）３．４６０ｋｇ（８．００モル）を、窒素ガス雰囲気下で溶剤Ｎ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ、三菱化学社製）約５４．５ｋｇに溶解した。その後、２５℃において、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ、ダイセル化学社製）２．６０３ｋｇ（８．０８モル）を徐々に加えながら、３時間反応させた。これにより、固形分約１０％、粘度１５Ｐａ・Ｓ（２５℃）のポリアミック酸ワニスを調製した。
【００４３】
得られたポリアミック酸ワニスを参考例Ａ１と同様に処理することにより、単層ポリイミドフィルムを得た（熱線膨張係数：４３×１０-6／Ｋ）。
【００４４】
参考例Ａ３
（スルホン基を有する酸無水物とスルホン基を有するジアミンとを使用したポリアミック酸ワニスの調製）
参考例Ａ１と同様に、４，４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホン（ＢＡＰＳ、和歌山精化社製）３．４６０ｋｇ（８．００モル）を、窒素ガス雰囲気下で溶剤Ｎ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ、三菱化学社製）約５５．３ｋｇに溶解した。その後、２５℃において、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（ＤＳＤＡ、新日本理化社製）２．６９０ｋｇ（８．０８モル）を徐々に加えながら、３時間反応させた。これにより、固形分約１０％、粘度１２Ｐａ・Ｓ（２５℃）のポリアミック酸ワニスを調製した。
【００４５】
得られたポリアミック酸ワニスを参考例Ａ１と同様に処理することにより、単層ポリイミドフィルムを得た（熱線膨張係数：５３×１０-6／Ｋ）。
【００４６】
参考例Ｂ１〜Ｂ６
（熱線膨張係数の異なるポリイミドフィルムを作製するためのポリアミック酸ワニスの調製）
ジャケット付きの６０リットルの反応釜に、表２に示す一種又は二種のジアミン（合計１０．０モル）を、窒素ガス雰囲気下で溶剤Ｎ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ、三菱化学社製）約４６ｋｇに溶解した。その後、５０℃において、表２の酸二無水物（１０．１モル）を徐々に加えながら、３時間反応させた。これにより、固形分約１０％で表２の粘度のポリアミック酸ワニスを調製した。
【００４７】
得られたポリアミック酸ワニスを銅箔の上に塗布し、８０〜１６０℃の連続炉で溶剤を飛散させた後、雰囲気温度を２３０〜３５０℃まで昇温し、３５０℃で３０分間処理してイミド化した。そして銅箔を塩化第２鉄溶液でエッチング除去することにより、表２の熱線膨張係数を示す２５μｍ厚の単層ポリイミドフィルムを得た。
【００４８】
なお、表２中において使用した酸二無水物及びジアミンの略称は以下の通りである。
【００４９】
酸二無水物
ＰＭＤＡ： ピロメリット酸二無水物
ＢＰＤＡ： ３，４，３′，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
ＢＴＤＡ： ３，４，３′，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
ジアミン
ＤＰＥ： ４，４′−ジアミノジフェニルエーテル
ＰＤＡ： パラフェニレンジアミン
ＤＡＢＡ： ４，４′−ジアミノベンズアニリド
【００５０】
【表２】
実験例１〜１０
（３層構造のポリイミドフィルムの作製）
鏡面仕上げのステンレススチール製ベルト（幅３００ｍｍ）上に、表３又は表４に示すポリアミック酸ワニスを使用して第１ポリイミド層となるポリアミック酸膜（残存揮発分含有量約２５％〜３５％）を形成した。
【００５２】
次に、このポリアミック酸膜上に、第２ポリイミド層となるポリアミック酸膜残存揮発分含有量約２５％〜３５％）を形成し、更に、第３ポリイミド層となるポリアミック酸膜（残存揮発分含有量約２５％〜３５％）を形成した。得られた３層構造のポリアミック酸フィルムをベルトから剥離したところ、３層合わせての残存揮発分含有量は約２５％〜約３５％であった（詳細は表３及び表４参照）。また、発泡等の欠陥も観察されなかった。
【００５３】
この３層構造のポリアミック酸フィルムを、１７０℃から３５０℃の窒素雰囲気の連続炉中で加熱し、更に３５０℃で３０分間イミド化し、３層構造のポリイミドフィルムを得た。
【００５４】
なお、実験例１０として、ポリイミドフィルムとして市販の単層のポリイミドフィルム（カプトン１００Ｈ、デュポン社製）を使用した。
【００５５】
実験例１１〜２０
（フレキシブル基板の作製）
得られた実験例１〜１０のポリイミドフィルムの表面に対し、プラズマドライクリーナー装置（ＰＸ−１０００、Ｍａｒｃｈ社製）を使用し、真空度８０ｍｍＴｏｒｒ、高周波出力１２０Ｗという条件で発生させたアルゴンプラズマを照射することにより表面処理を行った。次いで、その処理表面に、ＤＣマグネトロンスパッタ法を適用して、Ｎｉ−Ｃｕ合金（５０％／５０％）ターゲットから１５０Å厚のＮｉ／Ｃｕ合金薄膜を形成した。更に、Ｃｕターゲットから厚さ約１０００ÅのＣｕ薄膜を形成させた。必要に応じて、同様な手法によりポリイミドフィルム裏面に同様の金属薄膜を形成した。
【００５６】
次に、形成した金属薄膜を電極として、電解銅メッキ法により厚さ１８μｍのＣｕメッキ層を厚づけして導体層を形成した。これにより片面もしくは両面フレキシブル基板を得た。
【００５７】
（評価）
実験例１〜１０のポリイミドフィルムについて、「熱線膨張係数」及び「カール」を以下に説明するように測定した。また、実験例１１〜２０のフレキシブル基板について、「熱線膨張係数」及び「カール」に加えて、ポリイミドフィルムと導体層との間の「接着強度」を以下に説明するように測定した。得られた結果を表５及び表６に示す。
【００５８】
熱線膨張係数の測定
参考例Ａ１と同様に、熱線膨張係数測定装置（サーマルメカニカルアナライザー（ＴＭＡ／ＳＣＣ１５０ＣＵ、ＳＩＩ社製））を用いて、引張法（使用荷重２．５ｇ〜５ｇ）により測定した。
【００５９】
カールの測定
ポリイミドフィルム及びフレキシブル基板を１０ｃｍ四方の大きさに切り出し、下に凸の状態で水平板上に載せたときの四隅の高さの平均から曲率半径を算出した。実用的には曲率半径が２００ｍｍ以上であることが望まれる。
【００６０】
接着強度の測定
導体層上に、液状レジスト（ＲＸ−２０，東京応化工業社製）を塗布し、乾燥／露光／現像し、塩化第２鉄水溶液でエッチングして導体パターンを作成し、ＪＩＳ Ｃ６４７１ に従って９０度剥離を行ったときの接着強度を測定した。
【００６１】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
以上の実験結果から、第１ポリイミド層、第２ポリイミド層及び第３ポリイミド層の３層構造を有するポリイミドフィルムにおいて、それらの中央の第２ポリイミド層として導体層と略同一の熱線膨張係数を有するものを使用し、且つ導体層に接する側に配設する第１ポリイミド層をスルホン基含有ポリイミドから構成すると、その上にドライプロセスにより金属薄膜を良好な接着強度で、カールの発生を大きく抑制しつつ形成することができる。
【００６６】
また、第３ポリイミド層もスルホン基含有ポリイミドから構成すると、第１ポリイミド層上にだけでなく、第３ポリイミド層上にもドライプロセスにより金属薄膜を良好な接着強度で、カールの発生を大きく抑制しつつ形成することができ、よって良好な特性の両面フレキシブル基板を製造することができる。
【００６７】
また、実験例１７及び１８の結果から、第１ポリイミド層と第３ポリイミド層との間の熱線膨張係数の差が比較的大きくなると、カール発生し易くなることがわかる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、フレキシブル基板に適したポリイミドフィルムとその上にドライプロセスにより形成される金属薄膜との間の密着性を向上させ、同時に熱履歴の内容によらずカールの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリイミドフィルムの断面図である。
【符号の説明】
１ 第１ポリイミド層
２ 第２ポリイミド層
３ 第３ポリイミド層
Claims (8)
- 絶縁層の両面に導体層が配設されてなる両面フレキシブル基板の当該絶縁層を構成するための両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムであって、第１ポリイミド層、第２ポリイミド層及び第３ポリイミド層の３層構造を有し、それらの中央に位置する第２ポリイミド層は導体層と略同一の１８×１０ -6 ／Ｋ〜２３×１０ -6 ／Ｋの熱線膨張係数を有し、導体層に接する側に配設される第１ポリイミド層及び第３ポリイミド層はスルホン基含有ポリイミドから構成されており、第１ポリイミド層と第３ポリイミド層との熱線膨張係数の差の絶対値が、３×１０ -6 ／Ｋ以内である、両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルム。
- スルホン基含有ポリイミドが、酸二無水物とジアミンとから誘導されたものであり、酸二無水物及びジアミンの少なくともいずれか一方にスルホン基が存在する請求項１記載の両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルム。
- 酸二無水物及びジアミンの双方にスルホン基が存在する請求項２記載の両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルム。
- スルホン基含有ポリイミドを構成するジアミンが、４，４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホンである請求項１又は２記載の両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルム。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムの第１ポリイミド層側表面および第３ポリイミド層側表面のそれぞれに、ドライプロセスにより形成された金属薄膜と、その金属薄膜上に形成された電解メッキ金属層とからなる導体層が設けられていることを特徴とする両面フレキシブル基板。
- 金属薄膜がスパッタプロセスにより形成されたＮｉ−Ｃｕ薄膜／銅薄膜の２層構造を有する請求項５記載の両面フレキシブル基板。
- 電解メッキ金属層が、電解銅メッキ層である請求項６記載の両面フレキシブル基板。
- 請求項１記載の両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムの製造方法であって、
剥離ベース上に、第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを塗工し、揮発分含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを形成し、
この第１ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルム上に、第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを同様に塗工し、揮発分含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを形成し、
この第２ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルム上に、第３ポリイミド層形成用ポリアミック酸ワニスを同様に塗工し、揮発分含有量が７〜５０重量％の範囲内に収まるように約８０〜１４０℃で乾燥して、第３ポリイミド層形成用ポリアミック酸フィルムを形成することにより３層構造のポリアミック酸フィルムを形成し、そして
得られた３層構造のポリアミック酸フィルムを、剥離ベースから剥離し、不活性ガス雰囲気下、２３０〜３５０℃で完全イミド化することを特徴とする両面フレキシブル基板用ポリイミドフィルムの製造方法。
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