JP5119401B2 - 熱可塑性ポリイミド層を有するフレキシブル積層板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
ポリイミド樹脂フィルムは、フレキシビリティに富み、柔軟であると共に、機械的強度、耐熱性、電気的特性等の諸特性にも優れることから、従来からエポキシ樹脂などの接着剤を用いて銅箔と張り合わせた3層基板としてフレキシブルプリント配線板、フレキシブルプリント配線板の一種と言えるテープ・オートメーティド・ボンディング(TAB)製品の製造に広く用いられてきた。しかしながら、接着剤を用いることから、誘電率が高くなり、また耐熱性が低くなるという問題がある。
さらに、前記各方法に共通する欠点として、導体層との積層は片面ずつしか行うことができない点が挙げられ、両面の積層を行うには複数の工程作業が必要となる。
ところが、本発明者らの研究によれば、後述するような溶融成形加工可能な熱可塑性ポリイミド樹脂のフィルムの開発により、生産性に優れた押出成形によりフィルムが得られ、接着剤を用いることなく、加熱溶融性を利用した簡易なラミネート法により各種構造のフレキシブル積層板の製造が可能となり、上記接着剤使用による問題を解決できることが見出された。
しかしながら、熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを用いた場合、熱可塑性であるが故に従来の熱硬化性ポリイミド樹脂よりも熱膨張率が大きく、熱膨張率の小さな金属箔と積層すると、反りを生じ易いため、寸法安定性等に優れたフレキシブル積層板を製造するためのラミネート条件の制御が難しいという問題がある。
また、一般に熱可塑性のプラスチックフィルムをフレキシブル配線板に用いた場合、部品を実装するためにはんだリフローを行う際など、そのガラス転移温度Tgを越える温度ではフィルムが軟化し、フレキシブル配線板自体に反りやねじれ等の変形を生じ、問題となる。熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムにおいても、そのガラス転移温度Tgは鉛フリーはんだの加工温度と同等又はそれより低い温度であるために、更なるはんだ耐熱性の向上が求められている。
さらに本発明の目的は、熱可塑ポリイミド樹脂フィルムを加熱加圧することによりポリイミド層と導体層(金属箔)を積層でき、上記のような寸法安定性、はんだ耐熱性等の諸特性に優れたフレキシブル積層板を、接着剤を用いることなく、ラミネート法により生産性良く、低コストで製造できる方法を提供することにある。
前記したように、熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを用いて金属箔等にラミネートした場合、熱可塑性であるが故に従来の熱硬化性ポリイミド樹脂よりも熱膨張率が大きいため、熱膨張率の小さな金属箔と積層すると、室温まで冷却した際に寸法差が生じて反りを生じ、ひどい場合にはカールを生じてしまい、寸法安定性等に優れたフレキシブル積層板を製造することは困難である。
本発明者らは、このような現象についてさらに研究を進めた結果、結晶性の熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを二軸延伸することによって、その熱膨張率を銅箔や熱硬化性のポリイミド樹脂フィルムと同等の20ppm/K程度又はその近傍まで低減することができ、さらに、二軸延伸することによってガラス転移温度Tgを高くすることが可能であり、300℃以上の温度でも剛性を保持することを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
また、二軸延伸後に制限収縮しながら加熱して分子配向を固定(熱固定)することにより、用いた延伸前の熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転移温度Tgを越えた温度領域でも元の熱膨張率に戻ることなく、ガラス転移温度Tg以上、融点以下の温度範囲で、低減した熱膨張率を維持したまま加熱接着が可能となる。さらに、押出成形時に生じたフィルムの残留応力も取り除かれ、接着可能な温度まで加熱・冷却した後も寸法変化を生じることのない寸法安定性の優れたフィルムとなる。これによって、金属箔や導体回路へのラミネート時に反り等を生じることなく、寸法精度及び寸法安定性に優れた積層板を製造できる。
図1は、熱可塑性ポリイミド樹脂未延伸フィルム及び熱可塑性ポリイミド樹脂延伸フィルムのTMA曲線を示す模式図である。図1から明らかなように、熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを二軸延伸することによって、ガラス転移温度Tgが向上する。なお、ガラス転移温度Tgは熱膨張率が緩やかに上昇している線分の接線と、急激に立ち上がってる線分の接線との交点である。
延伸工程は、同時二軸延伸及び逐次二軸延伸のどちらでも可能であり、延伸温度は250〜275℃の範囲が好ましい。延伸温度が低すぎると、延伸にかかる応力が強く、延伸が不可能であるか、或いは、延伸工程の際にフィルムの破れや不均一な延伸となる。一方、延伸温度が高すぎると、分子配向が小さく、延伸による熱膨張率低減効果が発現しない。
また、延伸倍率は2.5〜5倍の範囲が好ましい。延伸倍率が低すぎると、分子配向が不充分で熱膨張率か低減しないか、或いは熱固定においてフィルムにシワが発生する。一方、延伸倍率が高すぎると、延伸時にフィルムが破れる等の問題が起きる。
次に、熱固定の条件としては、加熱温度は280〜380℃、好ましくは290〜330℃、制限収縮は2〜20%、好ましくは4〜10%、時間は1〜5000分の範囲内で任意に設定できる。熱固定温度が低すぎると、延伸フィルムを再加熱時に大きな寸法変化が発生する。一方、熱固定温度が融点以上に高くなると、延伸によってできた分子配向が解消してしまう。
(1)ポリアミド酸のイミド化反応や樹脂硬化反応で積層するのではなく、ポリイミド樹脂の熱可塑性を利用し、加熱プレスによる軟化・固化の物理的な状態変化を利用して積層する。イミド化反応による積層では、ガスの発生によるボイドや、積層体の反りを生じるが、二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムの熱可塑性を利用するためこれらの問題が発生しない。
(2)加熱プレス時に、被加熱加圧材と接して配される加圧板とプレス機の加圧盤との間に耐熱性を有するフェルト状のクッション材を用いることにより、広い面積でも平滑で均一な厚さの積層基板を得ることができる。
(3)既に成形された二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを加熱圧着するだけなので、工程が単純である。また、回路が形成された基板を、さらに積層化ができる。さらに複数の層を積み上げることにより、多層の積層を1工程で行うことができる。
(4)耐熱性の劣る接着剤などを使用することなく、ポリイミド本来の耐熱性、電気特性、機械的強度を有した回路基板が得られる。従って、オールポリイミド基板の製造が可能となる。また、金属箔や導体層と熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムとの積層において、高い接着強度を有する回路基板が得られる。
(1)量産性に優れたTダイ押出方法によりポリイミド樹脂フィルムを成形することができる。
(2)イミド化反応が既に樹脂ペレットの製造段階で終了しているため、フィルム成膜時にイミド化反応させる必要がなく、モノマー残査や残留溶媒等の不純物がない純度の高い熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを使用することができる。
(3)熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムの純度が高いため、耐マイグレーション性に優れる。
また、前記一般式(1)及び一般式(4)中、Yは、前記式(2)で表されるものであり、好ましくは酸二無水物としてピロメリット酸二無水物を使用したものである。
本発明のポリイミド樹脂フィルムは溶融押出成形法により成形することによって製造できる。例えば、ポリイミド樹脂のペレット又はパウダー、及び所望により他の樹脂及び添加剤をヘンシェルミキサーやリボンブレンダー等によって乾式混合した後、二軸混練押出機で溶融・混練及び押出を行う。押し出されたストランドを水中で冷却し、カットして混合物のペレットを得る。次いで、得られたペレットを加熱乾燥して吸着水分を除去した後、単軸又は二軸スクリュー押出機にて加熱溶融させ、押出機の先端に設けられたTダイから平膜状に吐出し、冷却ロールに接触又は圧着させて冷却・固化してポリイミド樹脂フィルムを得る。また、混練なしに、ペレット又はパウダーを直接押出しする方法であってもよい。
熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムの厚みは特に制限されるものではなく、通常は10μm〜1mm、好ましくは20μm〜400μmである。
一方、熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムについては、Tダイ押出成形を行う前に、一旦、混練押出によるペレット製造工程を必要とする。重合反応と脱水縮合反応の工程の後にポリイミド樹脂に残るモノマー残査及び溶媒は、ペレット製造工程時の溶融混練において取り除かれるため、ポリイミド樹脂の材料自身が本来有する電気特性や機械的強度を充分発揮できると共に、透明度の高い熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムが得られる。
まず、図2及び図3は、フレキシブル両面銅張積層板の2つの構造を示している。
図2に示すフレキシブル両面銅張積層板は、少なくとも片面を粗面処理もしくは密着性処理した銅箔2の処理側に、前記二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム1を重ね、さらに該二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム1の反対面に、少なくとも片面を粗面処理もしくは密着性処理した銅箔2の処理側を重ね、加熱加圧することによって得られる。あるいは、少なくとも片面を粗面処理もしくは密着性処理した銅箔の処理側に、二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを重ね、加熱加圧した二層構成でもよい。
(1)各種フレキシブル基板や面状発熱体のカバーレイフィルムとして利用できる。
(2)銅、ステンレス、アルミ、ニッケルなどの金属箔との積層が可能であり、好ましくは銅箔との積層材として利用できる。また、金属箔の表面に、金属ペースト若しくは金属バンプを用いて絶縁層(二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム)を貫通させることにより、層間接続も同時に行うことも可能である。
(3)一括多層積層が可能であり、1工程で積層できる。
(4)逐次積層が可能である。例えば、Tgの異なる二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを順番に使うことにより、逐次的な積層も可能である。また、先にTgの高い二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムで積層を行った後、順次Tgが低い二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムを積層することにより、積層回数の制限はあるが、逐次積層が可能である。
化学構造式が前記式(6)である熱可塑性ポリイミド(三井化学(株)製のオーラム(登録商標)PD450C;Tg250[℃]、融点388[℃]、500sec−1のせん断速度で測定した溶融粘度500[Pa・S])のペレット化された樹脂材料を乾燥して吸着水分を除去した後に、単軸スクリュー押出機にて加熱溶融させ、押出機の先端に設けられたTダイから平膜状に吐出し、冷却ロールに接触させて冷却固化させ、熱可塑性ポリイミド樹脂(以下、TPIと略すことがある)フィルム(A)を得た。
得られた熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A)を260℃に加熱し、互いに直角をなす2方向に3倍延伸操作を行った。得られた延伸フィルムを300℃で緊張下にて熱固定操作を行い、目的とする二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を得た。また、2倍延伸する以外は同様の操作にて二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−2)を作製した。尚、符合(A−3)の「−3」は3倍延伸、符合(A−2)の「−2」は2倍延伸であることが判り易いように付したものである(以下、同様)。
化学構造式が前記式(6)と(7)とを9:1の割合で含む熱可塑性ポリイミド(三井化学(株)製のオーラム(登録商標)PD500A;Tg258[℃]、融点380[℃]、500sec−1のせん断速度で測定した溶融粘度700[Pa・S])のペレット化された樹脂材料を用いた以外は、フィルム作製例1に示したフィルム製造工程と同様の操作で、熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(B)を得た。
得られた熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(B)を260℃に加熱し、互いに直角をなす2方向に3倍延伸操作を行った。得られた延伸フィルムを300℃で緊張下にて熱固定操作を行い、目的とする二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(B−3)を得た。
化学構造式が前記式(6)である熱可塑性ポリイミド(三井化学(株)製のオーラム(登録商標)PD450C)と化学構造式が前記式(9)であるポリエーテルエーテルケトン樹脂(ビクトレックス・エムシー社製、商品名「450P」)との80:20の割合のブレンド物からペレット化された樹脂材料を用いた以外は、フィルム作製例1に示したフィルム製造工程と同様の操作で、熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(C)を得た。
得られた熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(C)を260℃に加熱し、互いに直角をなす2方向に3倍延伸操作を行った。得られた延伸フィルムを300℃で緊張下にて熱固定操作を行い、目的とする二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(C−3)を得た。
前記フィルム作製例1に従って作製した二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)の両面にコロナ放電処理を行い、目的とする二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(D−3)を得た。なお、フィルム表面へのコロナ放電処理は、巴工業(株)製コロナ処理装置を用いて、1分間当たりのワット密度120W/m2という条件で行った。
化学構造式が前記式(6)である熱可塑性ポリイミド(三井化学(株)製のオーラム(登録商標)PD450C)のペレット化された樹脂材料を用い、フィルム作製例1に示したフィルム製造工程と同様の操作で、熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A)を得た。
得られた熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A)を280℃に加熱し、互いに直角をなす2方向に3倍延伸操作を行った。得られた延伸フィルムを310℃で緊張下にて熱固定操作を行い、目的とする二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(E−3)を得た。
化学構造式が前記式(6)である熱可塑性ポリイミド(三井化学(株)製のオーラム(登録商標)PD450C)のペレット化された樹脂材料を用い、フィルム作製例1に示したフィルム製造工程と同様の操作で、熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A)を得た。
得られた熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A)を260℃に加熱し、一方向のみを3倍延伸の操作を行った。得られた延伸フィルムを300℃で緊張下にて熱固定操作を行い、一軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(F−3)を得た。
島津製作所(株)の熱機械測定装置TMA−60を用い、試験片2×23mm、5gfの引張荷重下、昇温速度5℃/minで、20〜200℃までの熱膨張率を測定した。
島津製作所(株)の熱機械測定装置TMA−60を用い、JIS C 6481:1996の「5.17.1 TMA法」に記載される方法に準じて、試験片2×23mm、5gfの引張荷重下、昇温速度5℃/minの条件で、ガラス転移温度Tgの測定を行った。
フィルム作製例1で得られた12.5μmの二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)の片面に厚み18μmの銅(以下、Cuと略すことがある)箔を重ねた。これを両面から離型用フィルムとして厚さ100μmのポリテトラフルオロエチレン樹脂(以下、PTFEという)フィルムを介してステンレス板(以下、SUS板という)で挟み込んだ。さらに、SUS板の両面に、ポリベンゾオキサゾール製のフェルト状クッション材として(株)フジコー製のフジロンSTMを重ね、北川精機(株)製の真空高温プレス機にセットした。その後、1.0kPaまで減圧を行い、初期圧力10kgf/cm2の圧力で、昇温速度5℃/minで360℃まで昇温させた後、二次成形圧25kgf/cm2まで圧力を上げ、10分間その状態を保持した。その後、室温までゆっくり冷却を行い、TPI/Cuの層構成のフレキシブル片面銅張積層基板を得た。
実施例1の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)をフィルム作製例2で得られた二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(B−3)に変更した以外は実施例1と同様に行い、目的とするTPI/Cuの層構成のフレキシブル片面銅張積層板を得た。
実施例1の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)をフィルム作製例3で得られた二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(C−3)に変更した以外は実施例1と同様に行い、目的とするTPI/Cuの層構成のフレキシブル片面銅張積層板を得た。
得られたフレキシブル銅張積層板のピール強度はJIS C 6481に準拠し、ピール強度(N/mm)を測定した。判定基準は以下のとおりである。
○:>0.8N/mm
△:0.4〜0.8N/mm
×:<0.4N/mm
プレス終了後、得られたフレキシブル銅張積層板に反りがあるか否かを目視で判断した。判定基準は以下のとおりである。
○:反りなし
△:若干反りあり
×:カールあり
得られたフレキシブル銅張積層板を、最高到達温度260℃のリフロー炉を通過させた後、膨れ、反りがあるか否かを目視により判断した。判定基準は以下のとおりである。
○:膨れ、反りなし
△:若干膨れ、反りあり
×:膨れ、カールあり
実施例1の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−2)に変更した以外は実施例1と同様に行い、目的とするTPI/Cuの層構成のフレキシブル片面銅張積層板を得た。樹脂フィルムの線膨張係数が大きいために銅箔との接着後に反りを生じた。
実施例1のプレス温度を280℃に変更した以外は実施例1と同様に行い、目的とするTPI/Cuの層構成のフレキシブル片面銅張積層板を得た。その結果、プレス温度がA−3フィルムの軟化開始温度よりも低いため、接着強度が他の実施例の場合よりも低かった。
実施例1のプレス温度を390℃に変更した以外は実施例1と同様に行い、目的とするTPI/Cuの層構成のフレキシブル片面銅張積層板を得た。その結果、融点を超える温度でプレスを行ったため樹脂の流れ出しがあり、また、線膨張係数が上昇した。
実施例1のクッション材を用いなかった以外は実施例1と同様に行い、目的とするTPI/Cuの層構成のフレキシブル片面銅張積層板を得た。その結果、クッション材を使用していなかったため、高い表面平滑性が得られなかった。
実施例1の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(D−3)に変更した以外は実施例1と同様に行い、目的とするTPI/Cuの層構成のフレキシブル片面銅張積層板を得た。
実施例1の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(E−3)に変更した以外は実施例1と同様に行い、目的とするTPI/Cuの層構成のフレキシブル片面銅張積層板を得た。樹脂フィルムの線膨張係数が大きいために、銅箔との接着後に反りを生じた。
前記実施例4〜7及び比較例1,2で得られたフレキシブル片面銅張積層板を用いて評価した諸特性を、表3にまとめて示す。
12.5μmの二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)の両面に厚み18μmの銅箔を重ね、離型用フィルムとして厚さ100μmのPTFEフィルムを介してSUS板で挟み込んだ。さらに、SUS板の両面に、ポリベンゾオキサゾール製のフェルト状クッション材としてフジロンSTMを重ね、北川精機(株)製の真空高温プレス機にセットした。その後、1.0kPaまで減圧を行い、初期圧力10kgf/cm2の圧力で昇温5℃/minで360℃まで昇温させた後、二次成形圧25kgf/cm2まで圧力を上げ、10分間その状態を保持した。その後、室温までゆっくり冷却を行い、Cu/TPI/Cuの層構成のフレキシブル両面銅張積層基板を得た。
実施例8の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(B−3)に変更した以外は実施例8と同様に行い、目的とするCu/TPI/Cuの層構成のフレキシブル両面銅張積層板を得た。
実施例8の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(C−3)に変更した以外は実施例8と同様に行い、目的とするCu/TPI/Cuの層構成のフレキシブル両面銅張積層板を得た。
50μmのカプトンEN(Du Pont社製のポリイミド樹脂フィルム;このポリイミド樹脂は熱可塑性(硬化と軟化との間の熱可逆性)を持たない直鎖状ポリマーであり、単独では押出成形は不可能であるため、この市販のポリイミド樹脂(以下、PIという)フィルムは、前駆体であるポリアミド酸を含む溶液をロール上又は平面上にキャストした後に脱水縮合反応を行うことにより得られたものである。)の両面に、厚み12.5μmの二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を重ね、厚み18μmの銅箔を重ねた。これを両面から離型用フィルムとして厚さ100μmのPTFEフィルムを介してSUS板で挟み込み、さらに、SUS板の両面に、ポリベンゾオキサゾール製のフェルト状クッション材としてフジロンSTMを重ね、北川精機(株)製の真空高温プレス機にセットした。その後、1.0kPaまで減圧を行い、初期圧力10kgf/cm2の圧力で昇温5℃/minで360℃まで昇温させた後、二次成形圧25kgf/cm2まで圧力を上げ、10分間その状態を保持した。その後、室温までゆっくり冷却を行い、Cu/TPI/PI/TPI/Cuの層構成のフレキシブル両面銅張積層基板を得た。
実施例11の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(B−3)に変更した以外は実施例11と同様に行い、目的とするCu/TPI/PI/TPI/Cuの層構成のフレキシブル両面銅張積層板を得た。
実施例11の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(C−3)に変更した以外は実施例11と同様に行い、目的とするCu/TPI/PI/TPI/Cuの層構成のフレキシブル両面銅張積層板を得た。
12.5μmの二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)の両面に、導体回路を有する2層フレキシブルポリイミド両面板をそれぞれ重ねた。これを両面から離型用フィルムとして厚さ100μmのPTFEフィルムを介してSUS板で挟み、さらに、SUS板の両面に、クッション材としてフジロンSTMを重ね、北川精機(株)製の真空高温プレス機にセットした。その後、1.0kPaまで減圧を行い、初期圧力10kgf/cm2の圧力で昇温5℃/minで360℃まで昇温させた後、二次成形圧25kgf/cm2まで圧力を上げ、10分間その状態を保持した。その後、室温までゆっくり冷却を行い、導体回路が熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムに埋め込まれた導体回路/PI/導体回路/TPI/導体回路/PI/導体回路の層構成の多層フレキシブル両面銅張積層基板を得た。
実施例14の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(B−3)に変更した以外は実施例14と同様に行い、目的とする導体回路/PI/導体回路/TPI/導体回路/PI/導体回路の層構成の多層フレキシブル両面銅張積層板を得た。
実施例14の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(C−3)に変更した以外は実施例14と同様に行い、目的とする導体回路/PI/導体回路/TPI/導体回路/PI/導体回路の層構成の多層フレキシブル両面銅張積層板を得た。
両面に導体回路が形成された2層フレキシブルポリイミド両面板の両面に、12.5μmの二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)及び18μmの銅箔をそれぞれ重ねた。これを両面から離型用フィルムとして厚さ100μmのPTFEフィルムを介してSUS板で挟み込み、さらに、SUS板の両面に、クッション材としてフジロンSTMを重ね、北川精機(株)製の真空高温プレス機にセットした。その後、10kgf/cm2まで減圧を行い、初期圧力1.0MPaの圧力で昇温5℃/minで360℃まで昇温させた後、二次成形圧25kgf/cm2まで圧力を上げ、10分間その状態を保持した。その後、室温までゆっくり冷却を行い、導体回路が熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムに埋め込まれたCu/TPI/導体回路/PI/導体回路/TPI/Cuの層構成の多層フレキシブル両面銅張積層板を得た。
実施例17の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(B−3)に変更した以外は実施例17と同様に行い、目的とするCu/TPI/導体回路/PI/導体回路/TPI/Cuの層構成の多層フレキシブル両面銅張積層板を得た。
実施例17の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(C−3)に変更した以外は実施例17と同様に行い、目的とするCu/TPI/導体回路/PI/導体回路/TPI/Cuの層構成の多層フレキシブル両面銅張積層板を得た。
25μmの未延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A)を使用し、片面に厚み18μmの銅箔を重ねた。これを両面から離型用フィルムとして厚さ100μmのPTFEフィルムを介してSUS板で挟み込み、さらに、SUS板の両面に、ポリベンゾオキサゾール製のフェルト状クッション材としてフジロンSTMを重ね、北川精機(株)製の真空高温プレス機にセットした。その後、1.0kPaまで減圧を行い、初期圧力10kgf/cm2の圧力で昇温5℃/minで360℃まで昇温させた後、二次成形圧25kgf/cm2まで圧力を上げ、10分間その状態を保持した。その後、室温までゆっくり冷却を行い、未延伸TPI/Cuの層構成のフレキシブル片面銅張積層基板を得た。得られたフレキシブル片面銅張積層基板においては、用いた未延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムの線膨張係数が大きいために、銅箔との接着後に顕著な反り(カール)を生じた。
実施例1の二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(A−3)を一軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム(F−3)に変更した以外は実施例1と同様に行い、一軸延伸TPI/Cuの層構成のフレキシブル片面銅張積層板を得た。得られたフレキシブル片面銅張積層基板においては、用いた熱可塑性ポリイミド樹脂延伸フィルム(E−3)のMD方向(フィルム長手方向)の線膨張係数は銅箔に近い値であるが、TD方向(フィルム幅方向)の線膨張係数が大きいために、銅箔との接着後に顕著な反り(カール)を生じた。
実施例1のプレス温度を240℃に変更した以外は実施例1と同様に行い、TPI/Cuの層構成のフレキシブル片面銅張積層板を製造した。その結果、二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムのTgより低い温度でのプレスのため、二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムが軟化を開始せず、接着できなかった。
2 銅箔
3 ポリイミド樹脂フィルム
4 導体回路層
Claims (17)
- 熱可塑性ポリイミド層の少なくとも片面に金属箔層又は導体回路層が接着されてなる金属箔層/熱可塑性ポリイミド層又は/及び導体回路層/熱可塑性ポリイミド層を含むフレキシブル積層板であって、上記熱可塑性ポリイミド層が、下記式(5)の繰り返し構造単位を有する熱可塑性ポリイミド樹脂からなり、且つ、MD方向(フィルム長手方向)及びTD方向(フィルム幅方向)のいずれの熱膨張率α 20−200 も5×10 −6 〜30×10 −6 /Kの範囲内にあり、MD方向(フィルム長手方向)とTD方向(フィルム幅方向)との熱膨張率α 20−200 の差が20×10 −6 /K以内である二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム又はシートからなることを特徴とするフレキシブル積層板。
- 前記熱可塑性ポリイミド層は、熱可塑性ポリイミド樹脂を溶融押出成形して得られた熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム又はシートを、さらに二軸延伸することにより得られた二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム又はシートからなる請求項1に記載のフレキシブル積層板。
- 前記熱可塑性ポリイミド層は、熱機械分析(TMA)によりJIS C 6481:1996の「5.17.1 TMA法」に記載される方法に準じて測定したガラス転移温度Tgが、延伸前の熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム又はシートのガラス転移温度Tgよりも10〜80℃高くなっていることを特徴とする請求項1又は2に記載のフレキシブル積層板。
- 前記熱可塑性ポリイミド樹脂が、結晶性熱可塑性ポリイミド樹脂である請求項1乃至3のいずれか一項に記載のフレキシブル積層板。
- 前記熱可塑性ポリイミド樹脂が、結晶性熱可塑性ポリイミド樹脂と、融点が280〜350℃の他の熱可塑性樹脂との混合物からなる請求項1乃至4のいずれか一項に記載のフレキシブル積層板。
- 熱可塑性ポリイミド層の少なくとも片面に金属箔又は導体回路層が接着されてなる金属箔層/熱可塑性ポリイミド層又は/及び導体回路層/熱可塑性ポリイミド層を含むフレキシブル積層板の製造方法であって、下記式(5)の繰り返し構造単位を有する熱可塑性ポリイミド樹脂からなり、且つ、MD方向(フィルム長手方向)及びTD方向(フィルム幅方向)のいずれの熱膨張率α 20−200 も5×10 −6 〜30×10 −6 /Kの範囲内にあり、MD方向(フィルム長手方向)とTD方向(フィルム幅方向)との熱膨張率α 20−200 の差が20×10 −6 /K以内である二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム又はシートと、金属箔又は導体回路層とを、用いた延伸前の熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転移温度Tg以上の温度で加熱加圧することを特徴とするフレキシブル積層板の製造方法。
- 少なくとも片面を粗面処理もしくは密着性処理した銅箔の処理側に、下記式(5)の繰り返し構造単位を有する熱可塑性ポリイミド樹脂からなり、且つ、MD方向(フィルム長手方向)及びTD方向(フィルム幅方向)のいずれの熱膨張率α 20−200 も5×10 −6 〜30×10 −6 /Kの範囲内にあり、MD方向(フィルム長手方向)とTD方向(フィルム幅方向)との熱膨張率α 20−200 の差が20×10 −6 /K以内である二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム又はシートを重ね、さらに該二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム又はシートの反対面に、少なくとも片面を粗面処理もしくは密着性処理した銅箔の処理側を重ね、用いた延伸前の熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転移温度Tg以上の温度で加熱加圧することを特徴とするフレキシブル積層板の製造方法。
- 無処理もしくは密着性処理を両面に施したポリイミドフィルムの両面に、下記式(5)の繰り返し構造単位を有する熱可塑性ポリイミド樹脂からなり、且つ、MD方向(フィルム長手方向)及びTD方向(フィルム幅方向)のいずれの熱膨張率α 20−200 も5×10 −6 〜30×10 −6 /Kの範囲内にあり、MD方向(フィルム長手方向)とTD方向(フィルム幅方向)との熱膨張率α 20−200 の差が20×10 −6 /K以内である二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム又はシートを重ね、さらにその外側に少なくとも片面を粗面処理もしくは密着性処理した銅箔の処理側を内向きに重ね、用いた延伸前の熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転移温度Tg以上の温度で加熱加圧することを特徴とするフレキシブル積層板の製造方法。
- 回路が形成され、無処理もしくは密着性処理を両面に施した両面フレキシブル基板同士の間に、下記式(5)の繰り返し構造単位を有する熱可塑性ポリイミド樹脂からなり、且つ、MD方向(フィルム長手方向)及びTD方向(フィルム幅方向)のいずれの熱膨張率α 20−200 も5×10 −6 〜30×10 −6 /Kの範囲内にあり、MD方向(フィルム長手方向)とTD方向(フィルム幅方向)との熱膨張率α 20−200 の差が20×10 −6 /K以内である二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム又はシートをはさみ、用いた延伸前の熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転移温度Tg以上の温度で加熱加圧することを特徴とするフレキシブル積層板の製造方法。
- 回路が形成され、無処理もしくは密着性処理を両面に施した両面フレキシブル基板の外側に、下記式(5)の繰り返し構造単位を有する熱可塑性ポリイミド樹脂からなり、且つ、MD方向(フィルム長手方向)及びTD方向(フィルム幅方向)のいずれの熱膨張率α 20−200 も5×10 −6 〜30×10 −6 /Kの範囲内にあり、MD方向(フィルム長手方向)とTD方向(フィルム幅方向)との熱膨張率α 20−200 の差が20×10 −6 /K以内である二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム又はシートをそれぞれ重ね、さらに少なくとも片面を粗面処理もしくは密着性処理した銅箔の処理側が内側になるように重ね、用いた延伸前の熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転移温度Tg以上の温度で加熱加圧することを特徴とするフレキシブル積層板の製造方法。
- 前記加熱加圧を、用いた二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム又はシートのガラス転移温度Tg以上、融点以下の温度で行うことを特徴とする請求項8乃至12のいずれか一項に記載のフレキシブル積層板の製造方法。
- 前記加熱加圧を、300〜380℃の温度で行うことを特徴とする請求項8乃至12のいずれか一項に記載のフレキシブル積層板の製造方法。
- 前記加熱加圧時に、被加熱加圧材と接して配される加圧板とプレス機の加圧盤との間にフェルト状のクッション材を介在させることを特徴とする請求項8乃至14のいずれか一項に記載のフレキシブル積層板の製造方法。
- 前記フェルト状クッション材が、芳香族ポリアミドもしくはポリベンゾオキサゾールであることを特徴とする請求項15に記載のフレキシブル積層板の製造方法。
- 前記二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム又はシートが、片面又は両面に表面改質処理を施してなる二軸延伸熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム又はシートであることを特徴とする請求項8乃至16のいずれか一項に記載のフレキシブル積層板の製造方法。
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