JP4889194B2 - Manufacturing method of substrate for flexible printed wiring board - Google Patents

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Description

本発明はポリイミド樹脂前駆体溶液を金属箔上に連続的に直接塗布してなるフレキシブルプリント配線板用基板の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a substrate for a flexible printed wiring board obtained by continuously and directly applying a polyimide resin precursor solution onto a metal foil.

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金属箔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、金属箔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。そこで、このような問題を解決するために、接着剤層を存在させることなく、ポリイミド系樹脂層を金属箔上に直接形成することによりフレキシブルプリント配線板用基板を製造する方法が開示されている。例えば、特許文献1においては、特定構造を有するポリイミド樹脂前駆体を金属箔上に直接塗布・乾燥した後、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。   Conventionally, a substrate for a flexible printed wiring board is manufactured by bonding a polyimide or polyester film and a metal foil through an adhesive such as an epoxy resin or an acrylic resin. However, the flexible printed wiring board substrate manufactured by such a method has a problem that heat resistance and flame retardancy are reduced due to the adhesive layer. In addition, there has been a problem that the rate of dimensional change is large when the metal foil is etched or when any heat treatment is performed, which hinders subsequent processes. In order to solve such problems, a method for manufacturing a flexible printed wiring board substrate by directly forming a polyimide resin layer on a metal foil without the presence of an adhesive layer is disclosed. . For example, Patent Document 1 proposes a method in which a polyimide resin precursor having a specific structure is directly applied and dried on a metal foil and then cured to obtain a flexible printed wiring board substrate.

また、乾燥およびそれに続くポリイミドの硬化方法として、特許文献2には、(1)ライン状で乾燥、硬化をおこなう方法、(2)乾燥のみ行った基板を真空炉等の装置内で巻き戻しながら加熱して硬化させる方法、(3)乾燥のみ行った基板をロール状態で熱処理する方法等の方法が記載されている。さらに同文献には、ロール状で熱処理する場合、不織布、金網等の表面凹凸が大きい基材をスペーサーとして伴巻きすることも記載されている。スペーサーなどを用い乾燥のみを行った基板をロール状態で熱処理する方法は、コンパクトな装置で効率よく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が、この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カールが発生したり、寸法安定性も十分なものではなかった。   Moreover, as a drying and subsequent polyimide curing method, Patent Document 2 includes (1) a method of drying and curing in a line shape, and (2) rewinding a substrate that has only been dried in an apparatus such as a vacuum furnace. Methods such as a method of curing by heating and (3) a method of heat-treating a substrate that has only been dried in a roll state are described. Furthermore, the same document also describes that when heat treatment is performed in a roll shape, a substrate having a large surface irregularity such as a nonwoven fabric or a wire mesh is used as a spacer. A method of heat-treating a substrate that has only been dried using a spacer or the like in a roll state can efficiently produce a substrate for a flexible printed wiring board with a compact apparatus, but for a flexible printed wiring board produced by this method The substrate was not curled and dimensional stability was not sufficient.

特開昭60−157286号公報JP-A-60-157286 特開平5−175634号公報JP-A-5-175634

本発明の目的は、実質的にカールがなく、寸法安定性にも優れたフレキシブルプリント配線板用基板を、コンパクトな装置で効率よく製造出来る方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method capable of efficiently producing a flexible printed wiring board substrate substantially free from curling and excellent in dimensional stability with a compact apparatus.

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、塗膜中の樹脂濃度が特定の範囲になるまで予備乾燥を行った後に巻き取りを行い、特定の温度条件で乾燥し、しかる後に硬化を行うことにより前記課題が解決されることを見出し、本発明に到達した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have conducted preliminary drying until the resin concentration in the coating film reaches a specific range, and then wound up and dried at a specific temperature condition. Then, the inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by curing, and have reached the present invention.

すなわち本発明の要旨は、金属箔上にポリイミド樹脂前駆体溶液を連続的に直接塗布し、形成された塗膜中の固形分濃度が40〜80質量%となるまで連続的に予備乾燥を行ったのち、これを溶液塗布部幅の0.5〜20%を占める幅であって、凹凸部も含めて0.5〜2mmの厚みであるスペーサーと伴巻きすることによってポリイミド樹脂前駆体溶液が塗布された金属箔の周間に隙間を設けた巻き状態で200℃未満の温度で10分以上さらに熱風乾燥を行い、しかる後、200℃以上の温度でポリイミドを熱硬化させ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の製造方法である。 That is, the gist of the present invention is that a polyimide resin precursor solution is continuously and directly applied on a metal foil, and pre-dried continuously until the solid content concentration in the formed coating film is 40 to 80% by mass. After that, this is a width that occupies 0.5 to 20% of the width of the solution application part, and is accompanied by a spacer having a thickness of 0.5 to 2 mm including the uneven part, whereby the polyimide resin precursor solution is obtained. It is characterized in that it is further dried with hot air at a temperature of less than 200 ° C. for 10 minutes or more in a wound state with a gap provided between the circumferences of the coated metal foil, and then the polyimide is thermally cured at a temperature of 200 ° C. or more. It is a manufacturing method of the board | substrate for flexible printed wiring boards.

本発明によれば、実質的にカールがなく、寸法安定性にも優れたフレキシブルプリント配線板用基板を、コンパクトな装置で効率よく製造することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the board | substrate for flexible printed wiring boards which is substantially curl-free and excellent in dimensional stability can be efficiently manufactured with a compact apparatus.

本発明でいうポリイミド樹脂前駆体とは、加熱硬化によってイミド結合を生じ、下記構造式(1)で示される構成単位を有するポリイミド樹脂となるものである。そのような化合物であれば如何なるものも用いることができるが、例えば、ポリイミド樹脂前駆体として、下記構造式(2)で示されるポリアミック酸を用いることができる。ポリアミック酸は通常、ポリアミック酸と溶媒からなるポリイミド樹脂前駆体溶液として製造することができる。   The polyimide resin precursor referred to in the present invention is a polyimide resin having an imide bond by heat curing and having a structural unit represented by the following structural formula (1). Any compound can be used as long as it is such a compound. For example, a polyamic acid represented by the following structural formula (2) can be used as a polyimide resin precursor. The polyamic acid can be usually produced as a polyimide resin precursor solution composed of a polyamic acid and a solvent.

Figure 0004889194
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構造式(1)、(2)において、Rは4価の有機残基を、R’は2価の有機残基を示す。   In the structural formulas (1) and (2), R represents a tetravalent organic residue, and R ′ represents a divalent organic residue.

ポリイミド樹脂前駆体溶液として製造するための溶媒としては、例えば、非プロトン性極性溶媒、エーテル系化合物、水溶性アルコール系化合物が挙げられる。   Examples of the solvent for producing the polyimide resin precursor solution include an aprotic polar solvent, an ether compound, and a water-soluble alcohol compound.

非プロトン性極性溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルフォスフォラアミド等が挙げられる。   Examples of the aprotic polar solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide and the like.

また、エーテル系化合物としては、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−(メトキシメトキシ)エトキシエタノール、2−イソプロポキシエタノール、2−ブトキシエタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。   Examples of the ether compounds include 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2- (methoxymethoxy) ethoxyethanol, 2-isopropoxyethanol, 2-butoxyethanol, tetrahydrofurfuryl alcohol, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol. Monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol, triethylene glycol monoethyl ether, tetraethylene glycol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, di Propylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, poly Ji glycol, polypropylene glycol, tetrahydrofuran, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, and the like.

また、水溶性アルコール系化合物としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、tert−ブチルアルコール、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−ブテン−1,4−ジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。   Examples of water-soluble alcohol compounds include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, tert-butyl alcohol, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, and 1,3-butanediol. 1,4-butadiol, 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-butene-1,4-diol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 1,2,6-hexanetriol And diacetone alcohol.

これらの溶媒は2種以上を混合して用いることができる。これらの溶媒のうち、特に好ましい例としては、単独溶媒としてはN,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンが挙げられ、また、混合溶媒としては、N,N−ジメチルアセトアミドとN−メチル−2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドンとメタノール、N−メチル−2−ピロリドンと2―メトキシエタノール等の組み合わせが挙げられる。   These solvents can be used as a mixture of two or more. Among these solvents, particularly preferred examples include N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone as the sole solvent, and examples of the mixed solvent include N, N-dimethylacetamide and N- Examples thereof include a combination of methyl-2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone and methanol, N-methyl-2-pyrrolidone and 2-methoxyethanol.

次に、ポリイミド樹脂前駆体の製造方法について説明する。
まず、ポリアミック酸からなる溶液は、たとえば、下記構造式(3)で示される芳香族テトラカルボン酸二無水物と下記構造式(4)で示される芳香族ジアミンとを上記溶媒例えば非プロトン性極性溶媒中で反応させることにより製造することができる。
Next, the manufacturing method of a polyimide resin precursor is demonstrated.
First, a solution composed of a polyamic acid is prepared by, for example, mixing an aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by the following structural formula (3) and an aromatic diamine represented by the following structural formula (4) with the above solvent such as aprotic polarity. It can manufacture by making it react in a solvent.

Figure 0004889194
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ここで、R1 は4価の芳香族残基を表す。 Here, R 1 represents a tetravalent aromatic residue.

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ここで、R2は2価の芳香族残基を表す。 Here, R 2 represents a divalent aromatic residue.

上記反応においては、上記テトラカルボン酸二無水物と上記ジアミンとの割合は、ジアミン1モルに対してテトラカルボン酸二無水物1.03〜0.97モルが好ましく、より好ましくはジアミン1モルに対しテトラカルボン酸二無水物が1.01〜0.99モルである。また、反応温度は、−30〜60℃が好ましく、−20〜40℃がより好ましい。   In the above reaction, the ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine is preferably 1.03 to 0.97 mol of tetracarboxylic dianhydride with respect to 1 mol of diamine, more preferably 1 mol of diamine. On the other hand, tetracarboxylic dianhydride is 1.01-0.99 mol. Moreover, -30-60 degreeC is preferable and, as for reaction temperature, -20-40 degreeC is more preferable.

上記反応において、モノマー及び溶媒の混合順序は特に制限はなくいかなる順序でもよい。溶媒として混合溶媒を用いる場合は、個々の溶媒に別々のモノマーを溶解又は懸濁させておき、それらを混合し、撹拌下、所定の温度と時間で反応させることによっても、ポリアミック酸からなる溶液が得られる。このポリイミド樹脂前駆体の溶液は2種類以上混合して用いることもできる。   In the above reaction, the mixing order of the monomer and the solvent is not particularly limited and may be any order. When a mixed solvent is used as a solvent, a solution composed of polyamic acid can also be obtained by dissolving or suspending separate monomers in each solvent, mixing them, and reacting at a predetermined temperature and time with stirring. Is obtained. Two or more kinds of polyimide resin precursor solutions may be mixed and used.

上記構造式(3)で示される芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、ピロメリット酸、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、2,3,3′,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、2,3,3′,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、1,4,5,7−ナフタレンテトラカルボン酸、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ジフェニルメタンテトラカルボン酸、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、3,4,9,10−テトラカルボキシペリレン、2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパンの二無水物等が挙げられる。これらの芳香族テトラカルボン酸二無水物は2種類以上を混合して用いることもできる。   Specific examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by the structural formula (3) include pyromellitic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4. '-Benzophenone tetracarboxylic acid, 3,3', 4,4'-diphenylsulfone tetracarboxylic acid, 2,3,3 ', 4'-diphenyl ether tetracarboxylic acid, 2,3,3', 4'-benzophenone tetra Carboxylic acid, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,4,5,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid, 3,3 ', 4,4 '-Diphenylmethanetetracarboxylic acid, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane, 3, , 9,10-tetracarboxyperylene, 2,2-bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] hexa Fluoropropane dianhydride and the like. These aromatic tetracarboxylic dianhydrides can be used in combination of two or more.

本発明において、特に好ましい芳香族テトラカルボン酸二無水物として、ピロメリット酸または3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸を用いることが出来る。これらは単独または混合して用いることができる。   In the present invention, pyromellitic acid or 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid can be used as a particularly preferred aromatic tetracarboxylic dianhydride. These can be used alone or in combination.

また、上記構造式(4)で示される芳香族ジアミンの具体例としては、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,2−ビス(アニリノ)エタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノベンズアニリド、ジアミノベンゾエート、ジアミノジフェニルスルフィド、2,2−ビス(p−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(p−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,5−ジアミノナフタレン、ジアミノトルエン、ジアミノベンゾトリフルオライド、1,4−ビス(p−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4′−ビス(p−アミノフェノキシ)ビフェニル、ジアミノアントラキノン、4,4′−ビス(3−アミノフェノキシフェニル)ジフェニルスルホン、1,3−ビス(アニリノ)ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(アニリノ)オクタフルオロブタン、1,5−ビス(アニリノ)デカフルオロペンタン、1,7−ビス(アニリノ)テトラデカフルオロヘプタン等が挙げられる。これらの芳香族ジアミンは2種類以上を混合して用いることもできる。   Specific examples of the aromatic diamine represented by the structural formula (4) include p-phenylene diamine, m-phenylene diamine, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4 ' -Diaminodiphenylmethane, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,2-bis (anilino) ethane, diaminodiphenylsulfone , Diaminobenzanilide, diaminobenzoate, diaminodiphenyl sulfide, 2,2-bis (p-aminophenyl) propane, 2,2-bis (p-aminophenyl) hexafluoropropane, 1,5-diaminonaphthalene, diaminotoluene, Diaminobenzotrifluoride, 1,4- (P-aminophenoxy) benzene, 4,4'-bis (p-aminophenoxy) biphenyl, diaminoanthraquinone, 4,4'-bis (3-aminophenoxyphenyl) diphenyl sulfone, 1,3-bis (anilino) Examples include hexafluoropropane, 1,4-bis (anilino) octafluorobutane, 1,5-bis (anilino) decafluoropentane, 1,7-bis (anilino) tetradecafluoroheptane. Two or more of these aromatic diamines can be mixed and used.

本発明において、特に好ましい芳香族ジアミンとして、p−フェニレンジアミン、または4,4′−ジアミノジフェニルエーテルを用いることが出来る。これらは単独または混合して用いることができる。   In the present invention, p-phenylenediamine or 4,4′-diaminodiphenyl ether can be used as a particularly preferred aromatic diamine. These can be used alone or in combination.

本発明において、ポリイミド樹脂前駆体の溶液を製造する際、重合性不飽和結合を有するアミン、ジアミン、ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸の誘導体を添加して、熱硬化時に橋かけ構造を形成させることができる。不飽和化合物としては、マレイン酸、ナジック酸、テトラヒドロフタル酸、エチニルアニリン等が使用できる。   In the present invention, when a polyimide resin precursor solution is produced, an amine, diamine, dicarboxylic acid, tricarboxylic acid, or tetracarboxylic acid derivative having a polymerizable unsaturated bond is added to form a crosslinked structure during thermosetting. Can be made. As the unsaturated compound, maleic acid, nadic acid, tetrahydrophthalic acid, ethynylaniline and the like can be used.

ポリイミド樹脂前駆体の合成条件、乾燥条件、その他の理由等により、ポリイミド樹脂前駆体中に部分的にイミド化されたものが存在していても特に支障はない。   There is no particular problem even if a partially imidized polyimide resin precursor is present in the polyimide resin precursor due to synthesis conditions, drying conditions, and other reasons of the polyimide resin precursor.

また、これらのポリイミド樹脂前駆体の溶液を製造する際、上記溶媒に可溶なポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等、他の耐熱性樹脂を混合することができる。さらに、接着性(密着性)向上やフィルム物性を向上させるため、シランカップリン剤や各種界面活性剤を微量添加することもできる。   Moreover, when manufacturing the solution of these polyimide resin precursors, other heat resistant resins, such as a polyimide resin soluble in the said solvent and a polyamideimide resin, can be mixed. Furthermore, in order to improve adhesiveness (adhesiveness) and film properties, a silane coupling agent and various surfactants can be added in minute amounts.

本発明でいう金属箔とは、銅、アルミニウム、鉄、銀、パラジウム、ニッケル、クロム、モリブデン、タングステン又はそれらの合金等の箔を挙げることができ、好ましくは銅である。これらの金属箔についてはその表面に、接着力の向上を目的として、サイディング、ニッケルメッキ、銅‐亜鉛合金メッキ、又は、アルミニウムアルコラート、アルミニウムキレート、シランカップリング剤等によって化学的あるいは機械的な表面処理を施してもよい。金属箔の厚さは5〜50μmが好ましく、10〜20μmがより好ましい。   Examples of the metal foil in the present invention include foils of copper, aluminum, iron, silver, palladium, nickel, chromium, molybdenum, tungsten or alloys thereof, preferably copper. The surface of these metal foils is chemically or mechanically surfaced with siding, nickel plating, copper-zinc alloy plating, aluminum alcoholate, aluminum chelate, silane coupling agent, etc. for the purpose of improving adhesion. Processing may be performed. 5-50 micrometers is preferable and, as for the thickness of metal foil, 10-20 micrometers is more preferable.

塗布は任意の塗工機を用いて行うことができるが、ダイコーター、リップコーター、グラビアコーター、バーコーター、ドクターブレードコーター、コンマコーター、リバースロールコーター、バーリバースロールコーターなどが挙げられる。また、特性の向上などを目的として多層塗布することも可能であり、その際、各層のポリイミド樹脂前駆体溶液は同じであっても異なっていてもよい。   Coating can be performed using any coating machine, and examples thereof include a die coater, a lip coater, a gravure coater, a bar coater, a doctor blade coater, a comma coater, a reverse roll coater, and a bar reverse roll coater. In addition, it is also possible to apply multiple layers for the purpose of improving characteristics, and the polyimide resin precursor solutions in each layer may be the same or different.

予備乾燥には任意の装置を用いることができ、熱風乾燥機が好ましいが、赤外線加熱、電磁誘導加熱などを使用又は併用してもよい。   Any device can be used for the preliminary drying, and a hot air dryer is preferable, but infrared heating, electromagnetic induction heating, or the like may be used or used in combination.

予備乾燥は、好ましくは塗布直後に行い、塗膜中の固形分濃度が40〜80質量%の範囲となるまで連続的に行う。このとき固形分濃度が40質量%未満であると、塗布面のべたつきのため、巻き取りを良好に行うことができない。また、固形分濃度が80質量%を超えていると、巻き取り、乾燥後にカールが大きくなったり、寸法安定性が悪化しやすくなる。   The preliminary drying is preferably performed immediately after coating and continuously until the solid content concentration in the coating film is in the range of 40 to 80% by mass. At this time, when the solid content concentration is less than 40% by mass, winding cannot be performed satisfactorily due to stickiness of the coated surface. On the other hand, when the solid content concentration exceeds 80% by mass, curling tends to increase after winding and drying, and dimensional stability tends to deteriorate.

巻き取り後、200℃未満の温度で10分以上乾燥をおこなう。このとき200℃未満の時間が10分未満であると、カールが大きくなり、また寸法安定性が悪化する。200℃未満の温度の期間中は、適宜温度を変動させてよく、一定の温度に保たれる期間が含まれていてもよい。   After winding, drying is performed at a temperature of less than 200 ° C. for 10 minutes or more. At this time, if the time of less than 200 ° C. is less than 10 minutes, the curl becomes large and the dimensional stability is deteriorated. During the temperature period of less than 200 ° C., the temperature may be appropriately changed, and a period during which the temperature is kept constant may be included.

この後、さらなる熱処理によりポリイミドの硬化を行うが、硬化温度としては200℃以上、好ましくは300℃以上である。また、上限は450℃程度である。硬化のための時間は2時間以上が好ましく、5時間以上がさらに好ましい。   Thereafter, the polyimide is cured by further heat treatment, and the curing temperature is 200 ° C. or higher, preferably 300 ° C. or higher. Moreover, an upper limit is about 450 degreeC. The time for curing is preferably 2 hours or more, and more preferably 5 hours or more.

巻き状態での乾燥の際には、ポリイミド樹脂前駆体溶液が塗布された金属箔とスペーサーとを伴巻きすることが必要である。スペーサーは帯状又は紐状のものであり、ポリイミド樹脂前駆体溶液が塗布された金属箔と伴巻きすることによって該金属箔の周間に隙間を設け得るものである。材質としては、金属、樹脂、紙、ガラス繊維など、乾燥工程に耐えられる素材であれば特に限定されず、好ましくはステンレス、銅、アルミニウム、PET、ナイロンなどである。 When drying in a wound state, it is necessary to entrain the metal foil coated with the polyimide resin precursor solution and the spacer . The spacer is in the form of a band or a string, and can be provided with a gap between the circumferences of the metal foil by accompanying winding with the metal foil coated with the polyimide resin precursor solution. The material is not particularly limited as long as it is a material that can withstand the drying process, such as metal, resin, paper, glass fiber, and preferably stainless steel, copper, aluminum, PET, nylon, and the like.

スペーサーの幅は、溶液塗布部の幅の0.5〜20%を占めるようにすることが必要であり、好ましくは1〜10%である。0.5%未満であると伴巻の際に取り扱いにくくなり、一方、20%を超えると、製品として有効に使える面積が小さくなる。また、スペーサーの配置は、金属箔にしわが入るのを防ぐため、金属箔の幅方向に関して左右対称に位置させるのがよく、左右両端付近に2列もしくは中央と左右両端付近に3列位置させるのが好ましい。複数のスペーサーを用いる場合には、スペーサー幅の合計が上記範囲であればよい。 The width of the spacer needs to occupy 0.5 to 20% of the width of the solution application part , and preferably 1 to 10%. If it is less than 0.5%, it becomes difficult to handle during the accompanying winding. On the other hand, if it exceeds 20%, the area that can be effectively used as a product becomes small. In addition, in order to prevent the metal foil from wrinkling, the spacers should be positioned symmetrically with respect to the width direction of the metal foil, and are arranged in two rows near the left and right ends or three rows near the center and both left and right ends. Is preferred. When using a plurality of spacers, the total spacer width may be in the above range.

また、スペーサーの形状は、乾燥時に発生する気体を抜けやすくするための通気性を必要とすることから、凹凸を有することが好ましく、エンボス加工品、コルゲート加工品などの形状が好ましいが、スペーサー自体の通気性が十分でなくても、断続的に用いるなどして所々に空隙を設けることにより、必要な通気性を確保することもできる。スペーサーの厚みは凹凸部も含めて、0.5〜2mmであることが必要である。同種又は異種スペーサーを積層させることもでき、その際は複数枚全体の厚みが前述の範囲であればよく、単品の厚みは特に限定されない。
In addition, since the shape of the spacer requires air permeability for facilitating escape of gas generated at the time of drying, it is preferable to have irregularities, and shapes such as an embossed product and a corrugated product are preferable. Even if the air permeability is not sufficient, the necessary air permeability can be ensured by providing gaps in places such as intermittent use. The thickness of the spacer, including the concavo-convex portion , needs to be 0.5 to 2 mm. The same type or different types of spacers can be laminated, and in this case, the thickness of the plurality of sheets may be in the above-mentioned range, and the thickness of a single item is not particularly limited.

スペーサーの伴巻は、前述の塗布・予備乾燥後の巻き取りの際に同時に行うか、または塗布・予備乾燥・巻取り後、改めてポリイミド樹脂前駆体溶液が塗布された金属箔を巻き出し、スペーサーを挟み込みながら別の巻芯に巻き取ってもよい。   The accompanying winding of the spacer is performed at the same time as the winding after the application / preliminary drying described above, or after coating / predrying / winding, the metal foil coated with the polyimide resin precursor solution is unwound and the spacer is unwound. It may be wound around another core while sandwiching.

ポリイミドの熱硬化に際しては、スペーサーと伴巻した巻き状態で行っても、スペーサーを除去した後に行ってもよいが、よりコンパクトな装置で行うことができ、効率が良いため後者の方が好ましい。熱硬化時は水などのガスが発生するため、減圧下で行うことが好ましい。また、金属箔として銅箔などの酸化しやすい物質を用いる際は、不活性雰囲気下で行うことがより好ましい。   The polyimide may be heat-cured in a wound state with a spacer or after the spacer is removed, but the latter is preferable because it can be performed with a more compact device and has high efficiency. Since gas such as water is generated during thermosetting, it is preferably performed under reduced pressure. In addition, when using an easily oxidizable substance such as a copper foil as the metal foil, it is more preferable to carry out in an inert atmosphere.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to this.

実施例、比較例で得られた基板の評価方法は次の通りである。
(1)カール特性
縦100mm、横100mmの大きさのサンプルを用い、温度23℃、湿度60%RH中に24時間放置後の曲率半径を測定し、80mm以上を◎、50mm以上80mm未満を○、20mm以上50mm未満を△、20mm未満を×で表した。
(2)寸法変化率
幅10mm、長さ200mmのサンプルを用い、これを塩化第二鉄水溶液中に浸漬し、銅箔を塩化第二鉄水溶液によって全面エッチングして、サンプルから銅箔を全て除去した。エッチング後、およびエッチング後にさらに150℃×30分加熱処理した後の寸法を、デジタル読取顕微鏡(日本光器製NRM−D−2XZ型)を用いて測定し、エッチング前の寸法に対する変化率をMD方向、TD方向についてそれぞれ計算した。
The evaluation method of the board | substrate obtained by the Example and the comparative example is as follows.
(1) Curling characteristics Using a sample with a size of 100 mm in length and 100 mm in width, the radius of curvature after being left for 24 hours in a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60% RH is measured. 20 mm or more and less than 50 mm is represented by Δ, and less than 20 mm is represented by x.
(2) Dimensional change rate A sample having a width of 10 mm and a length of 200 mm was immersed in an aqueous ferric chloride solution, and the copper foil was entirely etched with the aqueous ferric chloride solution to remove all the copper foil from the sample. did. Measure the dimensions after etching and after heat treatment at 150 ° C for 30 minutes after etching using a digital reading microscope (NRM-D-2XZ type, manufactured by Nihon Koki Co., Ltd.). The direction and TD direction were calculated respectively.

参考例1
(ポリイミド樹脂前駆体溶液の合成例)
ODA0.15モル、PDA0.85モル、NMP3329gを三つ口フラスコにとり、これを氷水中で30分間攪拌した後、BPDA 1.00モルを加え40℃の湯浴中で1時間攪拌を行い、ポリアミック酸を含有する均一なポリイミド樹脂前駆体溶液を得た。この溶液の固形分濃度は20質量%であった。これを、溶液イとする。
(なお、各略号の意味は次の通り)
BPDA:3,3´,4,4´‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
ODA:4,4'−オキシジアニリン
PDA :パラフェニレンジアミン
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
Reference example 1
(Synthesis example of polyimide resin precursor solution)
0.15 mol of ODA, 0.85 mol of PDA, and 3329 g of NMP were placed in a three-necked flask and stirred in ice water for 30 minutes. Then, 1.00 mol of BPDA was added and stirred in a 40 ° C. water bath for 1 hour. A uniform polyimide resin precursor solution containing an acid was obtained. The solid content concentration of this solution was 20% by mass. This is solution a.
(The meaning of each abbreviation is as follows)
BPDA: 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride
ODA: 4,4'-oxydianiline
PDA: Paraphenylenediamine
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone

実施例1
溶液イを厚さ18μmの電解銅箔上に硬化後の塗膜厚みが25μmになるようにリップコーターを用いて連続的に塗工し、130℃で5分間予備乾燥した。このときの塗膜中の固形分濃度は50質量%であった。得られた幅50cm、長さ100mの基板を、幅20mm、厚さ100μmのステンレス箔にコルゲート加工を施して実質厚み1.5mmとしたスペーサーと伴巻しながらアルミコアに巻き取った。スペーサーは2本用い、基板の左右両端部に伴巻した。
次いで、熱風オーブン中に入れ、室温から10分かけて180℃まで昇温し、さらに5分かけて200℃まで昇温しつつ乾燥した。その後、オーブンから取り出し、スペーサーを除去して他のアルミコアに巻き取り、熱風イナートオーブン中、窒素雰囲気下にて、室温から120分かけて360℃まで昇温させ、さらに360℃で6時間加熱して硬化反応を行い、フレキシブルプリント配線板用基板を得た。
Example 1
Solution A was continuously applied onto an electrolytic copper foil having a thickness of 18 μm using a lip coater so that the coating thickness after curing was 25 μm, and pre-dried at 130 ° C. for 5 minutes. The solid content concentration in the coating film at this time was 50% by mass. The obtained substrate having a width of 50 cm and a length of 100 m was wound around an aluminum core while being accompanied by a spacer having a corrugation process on a stainless steel foil having a width of 20 mm and a thickness of 100 μm to a thickness of 1.5 mm. Two spacers were used and were wound around the left and right ends of the substrate.
Then, it put in the hot-air oven, and it heated up to 180 degreeC over 10 minutes from room temperature, and also dried, heating up to 200 degreeC over 5 minutes. Then, it is taken out from the oven, the spacer is removed, it is wound around another aluminum core, heated in a hot air inert oven under a nitrogen atmosphere from room temperature to 360 ° C. over 120 minutes, and further heated at 360 ° C. for 6 hours. Then, a curing reaction was carried out to obtain a flexible printed wiring board substrate.

実施例2
予備乾燥して巻き取った後の乾燥条件を、室温から30分かけて180℃に昇温し、さらに5分かけて200℃まで昇温、とした以外は、実施例1と同様の操作を行ってフレキシブルプリント配線板用基板を得た。
Example 2
The same operation as in Example 1 was performed except that the drying conditions after preliminary drying and winding were increased from room temperature to 180 ° C. over 30 minutes and further increased to 200 ° C. over 5 minutes. To obtain a substrate for a flexible printed wiring board.

実施例3
予備乾燥して巻き取った後の乾燥条件を、室温から60分かけて180℃に昇温し、さらに5分かけて200℃まで昇温、とした以外は、実施例1と同様の操作を行ってフレキシブルプリント配線板用基板を得た。
Example 3
The same operation as in Example 1 was performed except that the drying conditions after pre-drying and winding were increased from room temperature to 180 ° C. over 60 minutes and further increased to 200 ° C. over 5 minutes. To obtain a substrate for a flexible printed wiring board.

実施例4
予備乾燥を140℃で5分間行って、塗膜の固形分濃度を60質量%とした以外は、実施例1と同様の操作を行ってフレキシブルプリント配線板用基板を得た。
Example 4
A substrate for a flexible printed wiring board was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that preliminary drying was performed at 140 ° C. for 5 minutes and the solid content concentration of the coating film was changed to 60% by mass.

比較例1
予備乾燥して巻き取った後の乾燥条件を、室温から5分かけて200℃まで昇温した以外は、実施例1と同様の操作を行ってフレキシブルプリント配線板用基板を得た。
Comparative Example 1
A substrate for a flexible printed wiring board was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that the drying conditions after the preliminary drying and winding were increased from room temperature to 200 ° C. over 5 minutes.

比較例2
予備乾燥して巻き取った後の乾燥条件を、室温から8分かけて200℃まで昇温した以外は、実施例1と同様の操作を行ってフレキシブルプリント配線板用基板を得た。
Comparative Example 2
A substrate for a flexible printed wiring board was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that the drying conditions after the preliminary drying and winding were increased from room temperature to 200 ° C. over 8 minutes.

比較例3
実施例4において、さらに予備乾燥して巻き取った後の乾燥条件を、室温から8分かけて200℃まで昇温した以外は、同様の操作を行ってフレキシブルプリント配線板用基板を得た。
Comparative Example 3
In Example 4, a flexible printed wiring board substrate was obtained in the same manner as in Example 4 except that drying conditions after preliminary drying and winding were increased from room temperature to 200 ° C. over 8 minutes.

実施例1〜4および比較例1〜3で得られたフレキシブルプリント配線板用基板のカール特性および寸法変化率を測定した結果を表1に示した。   Table 1 shows the results of measuring the curl characteristics and the dimensional change rate of the flexible printed wiring board substrates obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3.

Figure 0004889194
Figure 0004889194

表1に示したように、実施例1〜4で得られたフレキシブルプリント配線板用基板のカール特性および寸法安定性は良好なものであり、高度な実装密度に耐えうるフレキシブルプリント配線板用基板であった。   As shown in Table 1, the flexible printed wiring board substrates obtained in Examples 1 to 4 have good curl characteristics and dimensional stability, and can withstand a high mounting density. Met.

これに対して、比較例1〜3で得られたフレキシブルプリント配線板用基板は、乾燥条件が本発明の範囲を外れていたため、いずれもカール特性および寸法安定性に劣るものであった。

On the other hand, the flexible printed wiring board substrates obtained in Comparative Examples 1 to 3 were inferior in curl characteristics and dimensional stability because the drying conditions were outside the scope of the present invention.

Claims (1)

金属箔上にポリイミド樹脂前駆体溶液を連続的に直接塗布し、形成された塗膜中の固形分濃度が40〜80質量%となるまで連続的に予備乾燥を行ったのち、これを溶液塗布部幅の0.5〜20%を占める幅であって、凹凸部も含めて0.5〜2mmの厚みであるスペーサーと伴巻きすることによってポリイミド樹脂前駆体溶液が塗布された金属箔の周間に隙間を設けた巻き状態で200℃未満の温度で10分以上さらに熱風乾燥を行い、しかる後、200℃以上の温度でポリイミドを熱硬化させ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の製造方法。 The polyimide resin precursor solution is continuously applied directly onto the metal foil, and after continuous drying until the solid content concentration in the formed coating film is 40 to 80% by mass, this is applied as a solution. The width of the metal foil to which the polyimide resin precursor solution is applied by wrapping with a spacer having a thickness of 0.5 to 2 mm including the concavo-convex portion, which occupies 0.5 to 20% of the part width. A substrate for a flexible printed wiring board characterized by further performing hot air drying at a temperature of less than 200 ° C. for 10 minutes or more in a wound state with a gap in between, and then thermosetting polyimide at a temperature of 200 ° C. or more. Production method.
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