JPH01157845A - フレキシブルな金属とプラスチックの積層板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、寸法安定性に優れたフレキシブル金属プラ
スチック積層板（略称Ｆ　Ｍ　ＣＬ　！　Ｆｌｅｘｉ−
ｂｌｅ　Ｍｅｔａｌ　Ｃ１ａｄ　Ｌａｍ１ｎａｔｅ　）
に関する。

［従来の技術］ 金属層とプラスチックフィルムを積層して構成されるＦ
ＭＣＬは、包装用材料、フレキシブルプリント回路基板
（フレキシブルプリント配線板）、電磁波シールド導線
被覆材、電磁波シールドフィルムその他などに、金属と
プラスチックの両材料の特徴が総合活用された素材とし
て大量に使用されている。

これらＦＭＣＬは、その加工手段と用途のために金属層
とプラスチック層の両方の寸法が相互に適当する関係に
あることが必要である。

しかしながら、金属とプラスチックの熱膨張率の相違、
あるいは引張強度、圧縮強度、弾性率の相違などに起因
して、両者の寸法は所望の適正な範囲外となっており、
当業界の関係者はこのことによる不具合の対策に苦慮し
ている。

寸法に相違が存在する場合は、例えば、後で詳述するよ
うにＦＭＣＬがプラスチック層を内側として大きくカー
ルしたり、金属層をエツチングして部分的に除去した場
合、表面に全面的に多数の皺が発生して、裁断、パター
ン賦与、貼付、重積、素子実装、パターン接続などの後
続の加工処理が非常に困難になる。

しかして、これらの寸法の相違（寸法差）は、ＦＭＣＬ
積層板の状態では正確に測定できないが、その構成要素
の金属層、あるいはプラスチック層のそれぞれを、仮に
応力が発生しない方法により分離し単独化した場合には
、精密正確に測定され得る。

゛多くの場合、プラスチック層の寸法は、金属層のそれ
に比較して適正限界以下にあり、通常一般に金属層より
も短い。

これらの寸法差の測定は、応力が改めて発生しない方法
を以て各構成要素を完全に分離単独化することが通常は
困難であるため、実質的に応力が発生しないとみなされ
る近似の単独化の方法として以下のような方法が採用さ
れる。

即ち、ＦＭＣＬの状態において積層板としての寸法を測
定し、その測定値を金属層寸法（即ち、エツチング前の
プラスチック層の寸法に等しい）とみなし、次いで、プ
ラスチック層に何ら影響を与えない薬剤によりエツチン
グを行って金属層を除去してプラスチック層を単独化し
て寸法を測定し、この測定値をプラスチック層寸法とみ
なす。

これから両者の寸法差（これはエツチング前のプラスチ
ック層長さ一エツチング後プラスチック層長さに等しい
）を求めている。

即ち、この発明における寸法差はエツチング前のプラス
チック層の長さ一エツチング後のプラスチック層の長さ
を以て表現される。

なお、この発明においては、上記した通りに、金属層よ
りプラスチック層が短いことが一般的であるが、この寸
法差を使用すれば、 プラスチック層の収縮率（％） と定義される。

プラスチック層の収縮率が大きいことによる悪影響は大
別して次の二項口である。

ａ）ＦＭＣＬがプラスチック層を内側にしてカールして
おり、このカールを抑制してＦＭＣＬを展開して行う打
抜き、裁断、パターン賦与、貼付、重積、その他の処理
が極めて困難なものとなっている。

ｂ）フレキシブルプリント配線板（以下、ＦＰＣと略称
。＝Ｆ１ｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒ１ｎｔｅｄ　Ｃ１ｒｃｕｉ
ｔ）が代表するように精密な回路用のパターンをエツチ
ングレジストインクで描き、次いでエツチングし、金属
層が部分的に残存させられる場合に、金属層がある部分
とない部分では、寸法変化が生じるために全面的な皺が
形成される。

そのために、パターン上の各点の間の相対的な位置関係
は変化し部品装着あるいは他のパターンとの接続のため
に必要な精度が欠如し、またその外観も見苦しいものと
なる。

プラスチック層の寸法が、金属層のそれに比較して一定
の寸法以上短小である場合には、実用上の有用性は殆ど
ないと云える。

場合によっては製品として、致命的と云うべき上記の欠
点を除去するために従来から種々の対策が採られている
が、満足すべき性状のＦＭＣＬは未だ完成されていない
。

既知の技術の例として、カールの単純な除去法としては
、特開昭５９−２２３８８号、同５９−２２３８９号な
どに示されるように、金属層にカールとは逆の「曲げ塑
性変形」を与えること、即ち、カールしている金属層を
カールに対して逆に曲げて、金属層とプラスチックとの
寸法差に基いてカール形成の原因となっている応力に均
衡させることによってカール０程度を軽減させようとす
る方法がある。

この場合においては当然のことながら、金属層自体の寸
法に処理の前後において何ら実質的変化がないことに注
意しなければならない。

即ち、このような方法によって処理されたＦＭＣＬはプ
ラスチック層の寸法が短小であることによる悪影響の中
の前記ａ）のカールのみが一時的に見掛は上、消去され
たように見えるに過ぎないのである。　しかしながら、
そのカールは熱履歴を経ると直ちに原状に復帰してしま
う。　また、ｂ）のエツチング時の皺の形成については
プラスチック層と金属層の寸法差が処理前と同様である
ためであり、根本的な性状改善が全く加えられていない
ことによっている本質的欠点である。

一方、プラスチック層のみ選択的に延伸させて金属層の
寸法に接近させようとする試みがいくつか行われている
。

特開昭５６−２３７９１号においては、プラスチック層
に溶剤を吸収させて膨張させて延伸させることにより、
その寸法を金属層の寸法に接近させようとしている。

しかしながら、この方法ではＦＭＣＬが高温、例えば、
１００℃以上の雰囲気に暴露されること、または長時間
、大気中に放置されることなどによって吸収されている
溶剤は、不可避的にプラスチック層から逸散するために
、プラスチック層は再度収縮する欠点があり、更に、こ
の処理により金属層との寸法差を所要の一定範囲内にま
で減少させることは甚だ困難であるという欠点もある。

また、プラスチック層を外方側として巻き、長時間高温
に保持しプラスチック層が延伸されている状態を継続し
てアニーリングすることにより寸法差を縮小する方法が
、特開昭５４−１０８２７２号、同５４−１１１６７３
号などによって提案されているが、常温への冷却時に金
属とプラスチックの熱膨張率の相違により再度プラスチ
ック層が収縮するため殆ど寸法差が軽減されないという
欠点がある。

更に、特開昭６２−２９９３３８号においては、支持体
上に金属薄層を設け、これにポリイミドの溶液かまたは
ポリイミド前駆体の溶液を塗布して、加熱乾燥後に支持
体を除去する方法が提案されているが、この方法はポリ
イミド層と金属層の熱膨張率の差により、冷却時にポリ
イミド層の寸法が金属層に比較して短くなってポリイミ
ド層を内方側にしてカールする。

また、金属層の一部分がエツチングにより除去されると
き、金属層を失い裸になったポリイミド層が収縮して寸
法変化を起こし皺を発生させる。

〔発明の開示〕

発明者らはかかる点に鑑み鋭意検討した結果、従来のご
とくプラスチック層を延伸させるのではなく、これと全
く逆に、金属層の方を「圧縮」させるという着想に基く
手段をとることにより、驚くべきことに、前述の欠点の
全てが、抜本的に消去された積層板が得られることを見
出し、この発明を完成し得た。

即ち、この発明のＦＭＣＬは、従来技術により得られる
ものとは、本質的に明確に相違するのであり、プラスチ
ック層と金属層を積層させてなるフレキシブル積層板に
おいて°、金属層が圧縮塑性変形させられたものである
ことに、顕著な特徴がある。

更に具体的に云えば、プラスチックフィルムと金属層が
直接、またはカップリング層か接着剤層を介して積層状
態にされたフレキシブル積層板において、積層状態のま
ま金属層の長手方向および／または幅方向の寸法がｏ、
　ｏｏｔ〜５％、好ましくは０．０１〜５％の範囲内に
て、その用途に応じて、塑性変形により圧縮されてプラ
スチック層の寸法に接近、乃至、合致、更にはプラスチ
ック層よりも収縮させられて、前述の収縮率が好ましく
は±０．３％以下にされているものである。

この発明にいう圧縮塑性変形とは材料力学的には、例え
ば金属層が圧縮荷重を加えられ圧縮応力を受けた結果、
変形が生じ、荷重が除かれた後も残存する変形を云う。

これは変形した金属層を主体に云えば、収縮を起こして
いるため、収縮塑性変形とも云えるのであって、圧縮も
収縮も技術的な意味内容においては全く同一である。　
ただ、この発明の技術的特徴をより適切明確に表現して
いると考えられ、また、圧縮（収縮）塑性変形と常時記
載することは煩雑であるため、この明細書中では圧縮塑
性変形なる用語を使用して説明することにする。

この発明のフレキシブル金属プラスチック積層板の最大
の特徴は、その金属層が圧縮されて塑性変形を生じてい
ること、即ち、圧縮塑性変形させられていることである
が、その程度、即ち、圧縮塑性変形率は０．００１〜５
％、好ましくは０．０１〜５％、より好ましくは０，０
１〜１％である。

この範囲の最小限未満であっては発明の効果の具現が困
難であり、一方、この範囲の最大限値を越えさせること
は技術的に実施困難であることが見出され、これを確認
した。

なお、ここに云う金属層の圧縮塑性変形率は次頁の式で
定義されるものである。

金属層の圧縮塑性変形率（％） この発明の金属層は、所謂、金属箔であって、これに使
用される金属としては、塑性変形応力が小さいもの程、
圧縮塑性変形が容易であり、この発明の寸法差解消法に
適合する。

例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、金、銀およびこ
れらを含む合金は塑性変形応力が小であって、電気的特
性も良好であるのであり、この発明のＦＭＣＬとして使
用するに好ましい。

なお、この発明のＦＭＣＬの金属層は複数種類金属層（
多数の金属層）とし使用されてもよい。

この発明の積層板の金属層の厚さは、０．０５〜１００
μｍである。　即ち、従来一般的であったｌＯ〜１００
μｍ程度の、所謂、厚物と称されるものは勿論、０．０
５〜１０μｍ程度、好ましくは、０．０５〜４μｍ程度
の、所謂、極薄金属箔と称されるものもこの発明の積層
板は、良好な製品として提供することが確認された。

なお、かかる極薄金属層のＦＭＣＬは、微細パダーン付
きのフレキシブルプリント回路基板として製作が容易で
あること、パターンエツチングが低コストとなること、
屈曲性に冨み狭い空間に挿入可能なものとなること、微
力による精密な屈曲が可能であることなど有利な特徴を
備えているために近年急速にその需要が増大している。

一方、この発明の積層板におけるプラスチック層の厚さ
は、１〜２００μｍ１好ましくは、３〜１００μｍ、更
に好ましくは５〜５０μｍの範囲内であり、薄過ぎれば
、支持体としてその作用を果すことができないのであり
、また厚過ぎれば、取扱い、加工などが困難になる。

この発明に使用されるプラスチックとしては、例えば、
ポリイミド、ポリアラミド、ポリアミドイミド、ポリエ
ステル、ボリアリレート、ボリ工−テルサルフォン、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリパラバン酸、ポリプロピレン、ポリエチレン、
ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ四弗化エチレン、
ポリ三弗化塩化エチレン、ポリ四弗化エチレン・六弗化
プロピレン共重合体、ポリ弗化ビニリデンなどがあるが
勿論、これらのみに限定されるものではない。

なお、この発明においては、プラスデック層は複数の異
なった種類の層からなるものであってもよく、これらの
混合物または共重合体であってもよい。　例えば、ポリ
イミド−ポリアミド、ポリイミド−ポリアミド・イミド
の如きものである。

この発明においては、通常の場合、これらプラスチック
の薄層と金属層との積層は接着剤により行われてもよく
、プラスチックの薄層と金属層を直接的に固着させて積
層させる方法でもよい。

この場合、ポリマーワニスを塗布し、加熱乾燥させ硬化
させるか、溶融ポリマーを金属箔上に押出成型する方法
などが使用される。　この発明では上記のいずれの手段
も利用可能である。

なお、金属層が厚さ０．０５〜１０μｍである所謂、極
薄金属箔の場合、金属箔単独では取扱いが困難であり、
下記のような方法が採用される。

その第一は金属層がスパッタリング、あるいは真空蒸着
によりプラスチック層上に形成され積層されるものであ
る。

スパッタリング法の場合、金属層厚さは、０．０５〜４
μｍ程度の極薄箔が好適に製作される。

このようなスパッタリングなどによる極薄金属は、これ
の上に必要に応じて電解メツキ層を形成して、その厚さ
を所望の厚さまで増加させることが行われる。　なお、
メツキ層は無電解メツキにより形成されてもよい。

上記のスパッタリングは減圧下、アルゴンガスなどの雰
囲気中で、金属箔を陰極とし陽極の金属との間に電圧を
印加して、低圧気体放電、即ち、グロー放電を生起させ
てイオンを陰極金属に衝突させ、分散した該金属をプラ
スチック層の表面に析出させるフレキシブル金属プラス
チック積層板の製造方法である。

また、真空蒸着は、真空中にて金属を加熱して蒸発させ
、プラスチック層表面に凝固、堆積させフレキシブル金
属プラスチック積層板を作る方法である。

プラスチック層上に極薄の金属層を形成する方法の第二
はメツキ法である。　プラスチック層上に無電解メツキ
により薄い金属層を形成させたものが使用される。　こ
の無電解メツキ層は必要に応じて、その上に電解メツキ
を施して金属層の厚さが増大させられてもよい。

一方、比較的に厚いアルミニウムなどの導電性支持体上
に電気メツキ、あるいは真空蒸着により金属層を形成し
た金属箔シートは、該金属層が極薄であるにも拘らず、
支持体のアルミニウムなどの剛性によってシート全体と
しである程度の剛性があり、単独での取扱いが容易とな
り、この発明の積層板用に好適に使用される。

例えば、厚さ４０μｍ程度のアルミニウムの上に銅を５
〜９μｍ程度の厚さに、電解メツキにより形成させた金
属箔シートは安価に製造されており好適に使用される。

このような金属箔シート、例えばアルミニウム銅箔シー
トの銅層上にプラスチックの溶媒溶液を公知の方法によ
って直接塗布し、加熱乾燥した後に、上記の導電性支持
体たるアルミニウムを除去することによって、この発明
が対象とするプラスチック積層板の素材となる。

なお、支持体の除去方法はエツチングか、外力を加えて
剥離させるか、いずれの方法によってもよい。

金属層上にプラスチックの溶媒溶液を塗布するに際して
、接着性向上のためにはカップリング剤の薄層を金属層
とプラスチック層間に介在させることが効果的である。

カップリング層は必ずしも全面に亙ってプラスチック層
に接している必要はなく、カップリング層とプラスチッ
ク層の間に部分的に防錆メツキ膜など金属薄層が介在し
ていてもよい。

上記の接着性向上のためには、窒素含有シランカップリ
ング剤が最も効果的である。　圧縮塑性変形させたとき
、金属層とプラスチック層の接着力が強く、寸法安定性
が良好なフレキシブル金属プラスチック積層板を与える
。

この発明にかかるＦＭＣＬの主要な用途は、ＦＰＣであ
って、その基板となるプラスチック層の引張強度は１０
ｋｇ／ｍｍ”以上、引張弾性率は１００ｋｇ／ｍｍ”以
上、引張伸長率は１０％以上、ガラス転移点は１００℃
以上、絶縁性は体積抵抗率がＩｇｔｏΩｃｍ以上である
ことが好ましい。

この発明にかかるＦＭＣＬは、溶剤を含有せずまた、金
属箔の軽度の曲げ塑性変形による見掛けのカール除去に
よるものではないために、層間の寸法差に基くカールが
発生しない特性、即ち、その平面性が経時的に低下消失
することがなく、その形状は極めて安定しており、ＦＭ
ＣＬを構成する金属箔とプラスチック層のそれぞれの寸
法が安定させられている。

このＦＭＣＬが、ＦＰＣ用に応用される場合、金属箔上
のパターン中の各点間の相互位置関係が安定し、部品の
実装、および他の基板との接続が高精度を以て遂行され
る。

また、一般的用途のＦＭＣＬとしても、苛酷な熱履歴を
経ても安定した平面性を保有するためにその取扱い、ま
た加工時の作業性が優れている。

従来、Ｕ、　Ｓ、　Ｐ、　３１７９６３４号、特開昭４
９−５１５５９号、同５２−１１５８８８号、同５７−
８００４９号、同５７−１８１８５７号、同５９−１６
２０４４号、特願昭６１−６６０４９号などが提供する
積層用接着剤を使用しないＡ−ＦＭＣＬ（Ａｄｈｅｓｉ
ｖｅｌｅｓｓ　ＦＭＣＬ　）は耐熱性、屈曲性、誘電特
性などにおいて優れた性能を有するが、プラスチック薄
層の寸法収縮が主要原因となって実用化に至っていなか
ったが、この発明が適用されたＡ−ＦＭＣＬは、金属箔
のエツチング後のプラスチック層のエツチング前に対す
る寸法収縮率が一定値以下、即ち、±０．３％以下、好
ましくは±０．２％以下、更に好ましくは±０．１％以
下、最も好ましいものは±０．０５％以下となっている
。

従って、ＦＭＣＬそれ自体にカールがないことは勿論、
エツチングされて、金属パターンが形成された後も、皺
発生は見られないのであり、理想的なＡ　−Ｆ　Ｍ　Ｃ
，Ｌとなり、多くの用途に応用されることが期待される
。

また、プラスチック層と金属箔が接着剤を介し積層され
る場合、頻繁に生じるプラスチック層の寸法が短く積層
される場合に対しても、この発明のＦＭＣＬにおいては
、金属層が圧縮塑性変形させられていることによって、
プラスチック層の寸法に近接、乃至は合致させられるか
、更には、相対的に短小化させることさえも可能となる
のである。

寸法収縮率が極めて小さい、即ち±０．０５％以下好ま
しくは±０．０３％以下のＦＭＣＬが、ＦＰＣに利用さ
れる場合、上記の効果以外に更に寸法精度が格段に厳し
いパターンの形成が可能であるために、最近、需要が大
きいファインパターンなどに好適であり、その利用範囲
は一層拡大されるのである。

特に、金属箔の厚さが薄いＦＭＣＬは、金属層をエツチ
ングしてＦＰＣにするときにエツチングに伴うアンダー
カットが小さく、これに従い大巾な線路／間隔の密度増
大が可能となる。

現在のものよりも一層緻密なファインパターン回路に対
する需要は急激に増えているのであり、特に、コンピュ
ータ分野では信号の伝達速度を上げ、機能を高密度化す
ることが求められておりますますファインパターン回路
の需要が増大すると推測される。

また、金属層が薄いＦＭＣＬでは、エツチングの所要時
間が短縮され、また薬品消費量ならびに排水処理費も節
減されるのである。

なお、極薄金属層ＦＭＣＬは柔軟であり屈曲性に冨むの
であり、これを以て製作されるＦＰＣは狭い空間にも断
線の危惧なく、挿入可能であって製品の小型化を助け、
更に、許容屈曲回数が多いため繰り返し屈曲を受ける個
所に使用されて耐用回数が増大すること、微力を以て屈
曲させられることなどを理由として、近年、急速に需要
が増加中であることは前述の通りである。

金属層が薄く接着剤不使用のＦＭＣＬは全体として、更
に屈曲性がよいＦＰＣを与えることが可能であって、需
要は急速に増大するものと推測される。

以上の種々の方法を以て得られるフレキシブル金属プラ
スチック積層板において、その金属層に圧縮塑性変形を
生起させ、その圧縮塑性変形率を好ましくは０．０１〜
５％の範囲としたものが、この発明のフレキシブル金属
プラスチック積層板である。

通常、当業者にとり、そもそもこのような薄い金属層、
即ち金属箔を圧縮塑性変形させてみようなどと考えるこ
と自体に必然性がないのであり、ましてや、そのための
手段を案出することは当然のことながら、自明であり得
ぬことは勿論であり具体化極めて困難な技術的課題であ
ることが容易に理解されると考えるが、この発明におい
ては例えば、次のような極めて巧妙な手段により金属層
の圧縮塑性変形が行われる。　しかし、手段はこれに限
定されるものでないことは勿論である。

まず、連続シートの場合によって、製造方法の一例を説
明する。

長尺のＦＭＣＬを、その横巾方向、以下、ＴＤ力方向略
記、に対して０〜８０度の範囲内の角度として設けられ
、端縁の機能曲面部の曲率半径が０．５ｍｍよりも小さ
い第一のブレードの端縁上にＦＭＣＬを屈曲させ、金属
層側の面を接触させて相当の緊張状態を保ちつつ通過さ
せる第一の処理と、次いで、ＦＭＣＬのＴＤ力方向対し
て、０〜−８０度の範囲内の角度として設けられ、同様
に、端縁の機能曲面部の曲率半径が０．５ｍｍより小さ
い第二のブレードの曲面上にＦＭＣＬを屈曲させて金属
層側を接触させて相当の緊張状態を保ちつつ通過させる
第二の処理を任意の順序に前後させた工程を１回以上行
う。

また、金属層のエツチング前後のプラスチック層の収縮
が、ＦＭＣＬの長手方向、以下ではＭＤ力方向略称、の
みである場合は、ＦＭＣＬをそのＴＤ力方向対して±５
度以下にして、上記の第一または第二の処理のいずれか
を１回以上行う。

以上の処理により驚くべきことに金属層が圧縮塑性変形
させられ、この発明が目的とする新規なＦ　Ｍ　Ｃ，Ｌ
が得られるのである。

この処理の技術的根拠は次に述べるようなことであろう
と考えられる。

理解の便宜のために、ＭＤ力方向のみプラスチック薄層
の寸法が金属箔の寸法よりも仮に０．５％短小である場
合を想定して説明する。

第１図に示されるように、ＦＭＣＬがＴＤ力方向ついて
０度、即ち、ＦＭＣＬが進行させられる方向に対して直
角に設けられ、曲率半径が０．５ｍｍよりも小さい端縁
曲面の第一のブレードの端縁にＦＭＣＬの金属層側が、
屈曲し接触して通過すれば、第２図に示されるように、
プラスチック層には引張応力が作用して、金属層には均
衡的に収縮応力、即ち、圧縮応力が作用する。

その結果として金属層は収縮応力（圧縮応力）により０
．４％程度、一般的には、０゜Ｏ１〜５％程度の収縮（
圧１！り塑性変形が生じる。

即ち、プラスチック層と金属層とを積層させてなるフレ
キシブル積層板において、金属層が圧縮塑性変形させら
れたものが得られるのである。

一方、プラスチック層には、上記のととく引張応力が作
用するが、その作用は殆ど全て弾性変形を行わせること
に留まるため、その寸法には実質的に変化がない、　こ
れらの結果が総合されて、金属層の塑性変形のみが、０
．０１〜５％程度の収縮（圧縮）として残留することと
なって、プラスチック層と金属層の寸法差は減少して、
プラスチック層収縮率は０．１％程度、一般的には±０
．３％以下、減少してカールが本質的に除去される。

これは、後記の実施例で述べるように金属層の圧縮塑性
変形処理を行ったＦＭＣＬの寸法を実測すれば、ＭＤ力
方向のみ金属層と同様に、０．１〜５％程度の収縮があ
ることにより確認される。

プラスチック薄層は常にＭＤ力方向収縮する傾向を有し
ているため、および金属層の弾性率がプラスチック層の
それよりも大きいために、金属層の寸法にプラスチック
層の寸法が追従するからであろう。

なお、極薄金属層ＦＭＣＬの場合は、第２図に示す通り
、先端の厚さが０．０１ｍｍ〜０．７＋＋＋ｍ程度、好
ましくは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の厚手ブレードを
使用して上記同様の処理を行うことが好ましい。

非連続定形シート状のＦＭＣＬの場合は、平行する二枚
の平板の間にＦＭＣＬを挟み込み、接触圧程度の微弱圧
力を以てＦＭＣＬを保持する。

その後、ＦＭＣＬの端面に圧力を加える。

その圧力は金属箔が圧縮塑性変形するに足りる大きさが
必要であり、この圧力の大きさで圧縮量が制御される。

また、ＦＭＣＬのプラスチック薄層の寸法がＭＤ力方向
およびＴＤ力方向両方ともに金属層よりも短い場合は、
その短小の程度にも依存するが゛一般的には第３図に示
されるようにＦＭＣＬがそのＴＤ力方向対して５〜８０
度の角度を有するブレードの端縁の小曲面に金属層側が
緊張状態下にＭＤ力方向通過すれば、ａ−ｂ方向にＦＭ
ＣＬの金属層が圧縮され、次に、ＦＭＣＬのＴＤ力方向
−５〜−８０度の角度を有するブレードの端縁の小曲面
上を同様にして通過すれば、ｃ−ｄ方向に金属層が圧縮
される。

結果的に金属層は全方向について圧縮されることとなる
。

この処理における重要事項は金属層が通過するブレード
端縁の曲率半径、換言すれば先端厚さ、ＦＭＣＬのＴＤ
力方向対するブレードの角度、ブレード端縁な通過時の
ＦＭＣＬに作用している張力の大きさ、通過速度、通過
回数、第４図図示の導入角（α）誘出角（β）などであ
る。

これらは金属層とプラスチック薄Ｈの寸法差、ＭＤ−Ｔ
Ｄ力方向ついての寸法差分布状況、金属層とプラスチッ
ク層それぞれの弾性率、弾性限界変位量などの要因が考
慮されて制御される。

処理を行う環境の温度と湿度ともに低いことがプラスチ
ック層の弾性率が高くなるため、金属層を収縮変形させ
る応力が大きくなるのであり、寸法差の消去に有利であ
る。

この発明においてブレード端縁の曲率半径を好ましくは
０．５ｍｍ以下とする理由は薄いＦＭＣＬが端縁の曲面
を通過するときに、金属層に作用する圧縮応力を大きく
し金属の圧縮塑性変形領域まで屈曲程度を大きくして強
度の屈曲により収縮させるためである。　第５図参照。

曲率半径が０．５ｍｍを超える場合、金属層に作用する
圧縮応力は金ｘｉを圧縮塑性変形領域まで到達させ得な
いか、到達させ得ても、微小時間内に僅小の変形が与え
られるのみであって寸法差の解消には全く無効である。

また、金属層厚さ０．０５μｍ〜１０μｍ程度の極薄金
属層ＦＭＣＬの場合、第２図に示されるような０、０１
ｍｍ〜０．７ｍｍ程度の先端厚さを有するブレードが好
ましい理由は下記の通りである。

極薄金属層ＦＭＣＬにおいては、通常、プラスチック層
もほぼ同程度の厚さであるために、ＦＭＣＬＭＣ上して
の総厚も極薄となる。

これがブレード端縁上面を通過するときにＦＭＣＬに与
える屈曲の曲率半径を小さくして、極薄金属層に作用す
る圧縮応力を大きくして、上記と同様金属の圧縮塑性変
形領域まで屈曲の程度を大きくして強度の屈曲により収
縮させるためである。　同様に第５図参照。

しかして、この場合はブレード端縁に厚さ方向に曲率が
なくてもよい、　その理由は張力を以て押し当てられた
ＦＭＣＬ自体が、ブレード端繰上で小さい曲率の円弧を
形成するからである。

ブレード端縁に厚さ方向に曲率を与える工作を加える場
合には、ブレード長手方向の直線性を正確に保持したも
のとして製作することが困難になる。　ブレード端縁に
厚さ方向に曲率がない場合は金ＢＮを傷つけないために
ブレード端縁角部に３０μｍ程度の面取りを行うことが
好ましい。

以上のごとき接触通過処理によって、ＦＭＣＬのプラス
チック層と金属層の寸法差が確実に０．３％以下となり
、金属層に各種のパターンが賦与された後もＦＭＣＬに
凹凸、あるいは皺か生じることが実質的にないのであり
、多くの用途、就中ＦＰＣ用としての使用が可能となる
。

以下に、この発明の具体的態様を実施例により説明する
。

〔実施例１］ 攪拌器、還流冷却器、および窒素導入管装備の密閉容器
に、４．４°−ジアミノジフェニルエーテル４２１ｇ（
２，Ｉモ／Ｉｚ）をＮ−メチルビロリド：／　４０００
ｎｌに溶解させた。

この溶液に、窒素雰囲気下、ピロメリット酸二無水物４
５８ｇ　（２，１モル）を加えて、室温において２４時
間反応させた０反応後に得られたポリイミド酸溶液の対
数粘度は１．８１７ｇであった。

このポリイミド酸溶液をＮ−メチルピロリドンで１８％
まで稀釈して回転粘度を１１０．０００ｃｐｓに調節し
た。

こうして得られた溶液を厚さ３５μｍのハイダクタイル
電解銅箔（三井金属鉱業製ＨＴＥ銅箔）に均一に流延塗
布して１３０℃にて５分間、更に１８０℃にて５分間、
加熱し乾燥した後、酸素濃度２％の３６０℃の窒素雰囲
気中にて５分間加熱して、ポリイミドがコーティングさ
れた厚さ６０μｍのＦＭＣＬを得た。

このようにして得たＡ−ＦＭＣＬを２４ｘ２４ｃｍの正
方形の基板に裁断した場合にはＴＤ力方向ＭＤ力方向も
にポリイミド薄層を内側とする曲率半径１．５ｃｍのカ
ールが発生していた。　　ポリイミド薄層の寸法収縮率
は、０．５５％であった。

また、ポリイミド薄層中の残存ピロリドン量は０．０１
％であった。

このＡ−ＦＭＣＬの長尺物を２４ｃｍ巾スリッターにて
スリットしてロールに巻き取った。

このロールに巻き取ったＡ−ＦＭＣＬの一部に第６図に
示されるように、Ａ％Ｂ％ＣおよびＤの各点に印を付し
て各点間の距離を測定記録し゛た。

Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｄ％Ｄ−Ｃ，およびＣ−Ａは等長であり、
各々２３．０００ｃｍであった。

その後、このロールに巻き取ったＡ−ＦＭＣＬを、ＴＤ
力方向対し４０度の角度として固定されており、その横
断面が巾０．６ｍｍ・長さ５０ｍｍであり、機能する端
縁の曲率半径が０．０５ｍｍのジルコニア製の第一のブ
レードに金属層たる銅箔の表面を接触させつつ導入角６
０度、誘出角６０度で通過させた。

このとき、Ａ−ＦＭＣＬには進行方向に１２ｋｇ。

即ち、０．５ｋｇ／ｃｍ巾の張力が加えられていた。

この第一のブレード通過後に、ＴＤ力方向対し一４０度
の角度として固定されたジルコニア製同一形状の第二の
ブレードに金属層たる銅箔層の表面を接触させつつ第一
のブレードにおけると同様の条件下に通過させた。

この二つのブレード端縁な擦過させる処理を２０℃、湿
度５０％の環境において３回繰返して再びロールに巻き
取った。

予め測定記録済の各点間の距離を、再測定したところ、
２２．８７３１；ｍとなっており、０．５５％づつ圧縮
塑性変形されており、金属層が圧縮塑性変形している本
発明のフレキシブル金属プラスチック積層板が得られた
ことが確認された。

その後、印が付けられたこのＡ−ＦＭＣＬの銅箔をエツ
チングにより除去してポリイミド薄層の寸法収縮率を測
定したところ、０．０２％であった。

このＡ−ＦＭＣＬを１年間、５０℃にて保存したが、寸
法の変化は全く認められなかった。

また、エツチング前後におけるポリイミド薄層の寸法収
縮率は０．０３％であった。

このＡ−ＦＭＣＬに、常法により配線パターンを描いて
ＦＰＣを製作したが、このＦＰＣは全体的にも、機能表
面についても凹凸が非常に少なく平面性が極めてよいも
のであった。

このＦＰＣを２６０℃の溶融半田の表面に１０秒間浮遊
させた後、常温に戻したが、依然、全面的に非常に凹凸
が少なく良好な平面を保持していた。

〔比較例１］ 第一と第二のブレードの機能端縁の曲率半径を５　ｍｍ
に変更したこと以外は、全て実施例１と同様とした。

得られたＡ−ＦＭＣＬはカールの曲率半径が１５ｃｍと
なりカールは大いに減衰した。

しかし、実施例と同様の四点の間の距離変化の測定値は
、ブレード擦過処理前が２３．０５０ｃｍ、処理後が２
３．０５０ｃｍであった。

即ち、処理の前後の寸法変化は、実質的に認められず、
金属層に全く圧縮塑性変形がなかった。

従って、カールの減衰は銅箔の圧縮塑性変形ではなく、
その曲げ塑性変形によって生じたものと推定される。

このＡ−ＦＭＣＬのエツチングの前後におけるポリイミ
ド薄層収縮率は０．５５％であり、ブレードによる処理
前と同一であり、収縮率の改善は全くなされていなかっ
た。　また、実施例同様に配線パターンを描きＦＰＣと
したが、非常に大きい凹凸があったため、部品の実装と
配線パターンの接続に重大な支障が生じて使用不能であ
った。

【比較例２］ 実施例１と同様にポリイミド薄層・銅箔のＡ−ＦＭＣＬ
を作成した。

このＡ−ＦＭＣＬを外径５５ｍｍのＳＵＳ製管の管壁外
面にポリイミド薄層を外側として巻き付けて、オートク
レーブ中に挿入し、Ａ−ＦＭＣＬのｌｒｆ当り６ｇのＮ
−メチルピロリドンを注入し、１５０℃にて７２時間の
熱処理を行った。

得られたＡ−ＦＭＣＬのカールの曲率半径は、７　ｃｍ
となっていた。

また、熱処理後のプラスチック薄層に残存したＮ−メチ
ルピロリドン量は１．３％であった。

実施例と同様に四点間の寸法を測定して、高温溶剤処理
の前後の変化を検査したが、全く変化がなかった。

また、エツチング前後のポリイミドの収縮率は０．３２
％であった。

更に、実施例同様に配線パターンを描きＦＰＣとしたが
、非常に大きい凹凸があるために実用性はないことが確
認された。

この比較例のＡ−ＦＭＣＬを２６０℃の溶融半田に３０
秒間浮遊させた後に、常温に戻したところ、カールの曲
率半径は２ｃｍと小さくなり、カールがより強くなった
。　Ｎ−メチルピロリドン残存量を測定したところ、０
．５％に減少していた。

〔実施例２〕 実施例１と同様にして得られたポリイミド酸溶液を厚さ
４０μｍのアルミニウム支持体材の厚さ９μｍの極薄銅
箔（三井金属鉱業製ＵＴＣ銅箔総厚　４９μｍ）に均一
に流延塗布し、１３０℃にて５分間、更に１８０℃にて
５分間、加熱し乾燥した後、酸素濃度２％の３６０℃窒
素雰囲気中において５分間加熱し、ポリイミドがコーテ
ィングされた厚さ５５μｍのＦＭＣＬを得た。　次に、
１０％苛性ソーダを使用し、アルミニウムをエツチング
除去して極薄Ａ−ＦＭＣＬを得た。

このようにして得たＡ−ＦＭＣＬを２４Ｘ２４ｃｍの正
方形の基板に裁断した場合は、ＴＤ力方向ＭＤ力方向も
にポリイミド層を内側とする曲率半径１、０ｃｍのカー
ルが発生していた。

ポリイミド層の寸法収縮率は０．６％であった。

ま・た、ポリイミド層中のピロリドン残存量は０、００
１％以下であった。

このＡ−ＦＭＣＬの長尺物を２４ｃｍ巾スリッターにて
スリットしてロールに巻き取った。

このロールに巻き取ったＡ−ＦＭＣＬの一部に第６図に
示されるように、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの各点に印を付し
、各点間の距離を測定記録した。

Ａ−Ｂ％Ｂ−Ｄ、Ｄ−ＣおよびＣ−Ａは等長であり、各
々２３．０００ｃｍであった。

その後、このロールに巻き取ったＡ−ＦＭＣＬを、ＴＤ
力方向対し４０度の角度として固定されており、断面が
厚さ０．２ｍｍ高さ５０ｍｍの矩形であり、角部に半径
３０μｍの面取りが施された工具鋼製の第一のブレード
に、銅箔の表面を接触させつつ導入角３０度、誘出角３
０度にて通過させた。

このとき、Ａ−ＦＭＣＬには進行方向に３　ｋｇ。

即ち、０．１２５ｋｇ／ｃｍ巾の張力が加えられていた
。

この第一のブレード通過後に、ＴＤ力方向対し一４０度
の角度として固定された高速度鋼製の同一形状の第二の
ブレードに金属層たる銅箔の表面を接触させつつ第一の
ブレードにおけると同様条件下に通過させた。

この二つのブレードの端縁を擦過させる処理を２０℃・
湿度５０％の環境において３回繰返して再びロールに巻
き取った。

予め測定記録済の各口開の距離を、再測定したところ、
２２．８６２ｃｍとなっており、０．６％づつ収縮塑性
変形していた。

その後、この印を付されたＡ−ＦＭＣＬの銅箔をエツチ
ングにより除去して、ポリイミド薄層の寸法収縮率を測
定したところ、０．０３％であった。

このＡ−ＦＭＣＬを１年間、５０℃にて保存したが、寸
法変化は全く認められなかった。

また、保存したＡ−ＦＭＣＬのエツチング前後における
ポリイミド薄πの寸法収縮率は、０．０３％であった。

このＡ−ＦＭＣＬに常法により配線パターンを描いて薄
物ＦＰＣを製作したが、このＦＰＣは全体的にも、機能
表面についても、凹凸が非常に少なく、平面性がよいも
のであった。

このＦＰＣを２６０℃の溶融半田の表面に１０秒間浮遊
させた後、常温に戻したが、依然、全面的に非常に凹凸
が少なく良好な平面を保持していた。

［比較例３］ 第一と第二のブレードの厚さをｌ　Ｏｍｍとし、機能端
縁の曲率半径を５　ｍｍとした以外の事項は、全て実施
例と同様とした。

得られたＡ−ＦＭＣＬはカールの曲率半径が、１５ｃｍ
となってカールは大巾に減衰した。

しかし、実施例２と同様の四点間の距離変化の測定値は
、ブレード擦過処理前が２３．０４０ｃｍ、処理後が２
３．０４０ｃｍであった。

即ち、処理の前後の寸法の変化は、実質的に認められず
、金属層は全く圧縮塑性変形していなか９た。　従って
、カールの減衰は銅箔の圧縮性変形ではなく、その曲げ
塑性変形により生じたものと推定される。

このＡ−ＦＭＣＬのエツチングの前後におけるポリイミ
ド’ＮＪＨ収縮率は０．６％であり、ブレードによる処
理前と同一であり、収縮率の改善は全くなされていなか
った。　また、実施例２と同様に配線パターンを描いて
ＦＰＣとしたが、非常に大きい凹凸があったために、部
品の実装と配線パターンの接続に重大な支障を生じて使
用不能であった。

〔実施例３〕 市販の厚さ２５μｍポリイミドフィルムｒＫＡＰＴＯＮ
Ｊ　　（商標）を使用し、スパッタリング法により銅層
厚さ４．２μｍのフレキシブルプラスチック銅張り積層
板を得た。

これを２０　Ｘ　２０　ｃｍの正方形に裁断し放置した
ところ、ＭＤ力方向銅層な外側としてカールが生じて直
径５０ｍｍの筒状物になった。

これの銅層なエツチングすることによりポリイミドフィ
ルムとの寸法差を測定したところ、ＭＤ方向０．１４％
、ＴＤ方向０．０９％であり、いずれも銅層の方が長か
った。

この極薄Ａ−ＦＭＣＬの長尺物を、２５ｃｍ巾にスリッ
トしてロール状に巻き取った。

実施例２と同一装置を使用して、張力１．５ｋｇを付加
しつつ、二つのブレードを通過させた。

銅層側で寸法を測定したところ、ＭＤ力方向０．１３％
、ＴＤ力方向０．０８％、圧縮塑性変形していた。

銅箔をエツチングにより除去して、ポリイミド層の寸法
収縮を測定した。

エツチング前の積層板寸法を基準としてＭＤ。

ＴＤいずれも０．旧％であった。

このＡ−ＦＭＣＬに配線パターンを常法により描いて薄
物ＦＰＣを製作したが、このＦＰＣは全体的にも、機能
表面についても、凹凸が非常に少なく、平面性がよいも
のであった。

〔実施例４１ 厚さ２５μｍの市販ポリイミドフィルムｒＫＡＰＴＯＮ
Ｊに、まず無電解メツキにより、厚さ０．３μｍの銅層
を付着させ、更にその上に電解メツキにより銅層な析出
させて、銅層の総厚を８　μｍにした。　このＡ−ＦＭ
ＣＬを放置したところ銅層を外側にしてカールした。

これをエツチングすることにより、銅層を除去したとこ
ろ、ＭＤ力方向寸法収縮は６．７％、ＴＤ力方向寸法収
縮率は８．２％であった。　いずれも銅層の方が長かっ
た。　このＡ−ＦＭＣＬを実施例２と同様にして二つの
ブレードを通過させた。

擦過中に付加された張力は３　ｋｇであった。

銅層側で寸法を測定したところ、ＭＤ力方向６．７％Ｔ
Ｄ方向に８．２％圧縮塑性変形させられていた。　銅箔
をエツチングにより除去して、ポリイミド層の寸法収縮
を測定した。

エツチング前の積層板寸法を基準としてＭＤ。

ＴＤともに０．０２％であった。

このＡ−ＦＭＣＬに配線パターンを常法により描いて薄
物ＦＰＣを製作したが、このＦＰＣは全体的にも、機能
表面についても、凹凸が非常に少なく、平面性がよいも
のであった。

【比較例４］ 実施例４同様にポリイミド層・銅箔のＡ−ＦＭＣＬを製
作した。　このＡ−ＦＭＣＬを外径５５ｍｍのＳＵＳ製
管の管壁外面にポリイミド薄層を外側として巻き付けて
オートクレーブ中に挿入し、Ａ−ＦＭＣＬの１ゴ当り　
６ｇのＮ−メチルピロリドンを注入して、１５０℃にて
７２時間の熱処理を行った。

得られたＡ−ＦＭＣＬのカールの曲率半径は、７ｃｍと
なっていた。

また、熱処理後のプラスチック薄層に残存したＮ−メチ
ルピロリドン量は１．２％であった。

実施例２と同様に、四点間の寸法を測定して、高温溶剤
処理前後の変化を検査したが、全く変化がなかった。

また、エツチング前後のポリイミドの収縮率は０．３％
であった。

更に、実施例２と同様に配線パターンを描いてＦＰＣと
したが、非常に大きい凹凸があるために実用性はないこ
とが確認された。

この比較例のＡ−ＦＭＣＬを２６０℃の溶融半田に３０
秒間浮遊させた後、常温に戻したところ、カールの曲率
半径は１．８ｃｍまで小さくなり、カールがより強くな
った。

残存Ｎ−メチルピロリドン量を測定したところ０．４％
に減少していた。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明のｆｊ［体を製作する処理の一方法の原理
を説明する平面図であり、第２図、第３図は第１図の処
理に当ってＦＭＣＬに発生する応力を示す縦断面模式図
であり、第４図は第一と第二の処理において機能するブ
レードの配置角度の説明用の平面図であり、第５図、第
６図は機能ブレードへの導入角度と誘出角度を示す端面
略図であり、第７図は収縮応力と収縮量の関係を示すグ
ラフであり、第８図は試験のための距離測定基準点の配
置説明図である。 特許出願人　　三井東圧化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属層とプラスチック層が、積層されているフレキ
   シブル積層板において、該金属層が圧縮塑性変形させら
   れたものであることを特徴とするフレキシブル金属プラ
   スチック積層板。 ２、積層板の金属層部が全面的にエッチングされたとき
   、金属層部が圧縮塑性変形させられていることによりプ
   ラスチック層の収縮率がエッチング前の該積層板の寸法
   を基準として、±０．３％以下となっている請求項１記
   載の積層板。 ３、金属層が０．０１〜５％圧縮塑性変形させられてい
   る請求項１記載の積層板。 ４、金属層が、銅、アルミニウム、ニッケル、金、銀、
   あるいはこれらを含む合金製である請求項１記載の積層
   板。 ５、金属層の厚さが０．０５μｍ〜１００μｍの範囲内
   にある請求項１記載の積層板。 ６、プラスチック層の厚さが１μｍ〜２００μｍの範囲
   内にある請求項１記載の積層板。 ７、プラスチック層が複数種類の層からなる請求項１記
   載の積層板。 ８、プラスチック層がポリイミド、ポリアラミド、ポリ
   アミドイミド、ポリエステル、ポリ四弗化エチレンまた
   はそれら複数種類の層からなる請求項１記載の積層板。