JPH01206684A

JPH01206684A - フレキシブルプリント回路用基板

Info

Publication number: JPH01206684A
Application number: JP3301188A
Authority: JP
Inventors: Kinji Hasegawa; 欣治長谷川; Norihiro Nomi; 能美　慶弘; Hisashi Hamano; 浜野　久; Hideo Kato; 秀雄加藤
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1988-02-15
Filing date: 1988-02-15
Publication date: 1989-08-18
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPH0682897B2

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】（産業上の利用分野）本発明はカメラ、電車、電話機、プリンタ等の機器内の
立体配線材料として使われるフレキシブルプリント回路
の基板に関する。

（従来の技術）フレキシブルプリント回路基板の加工工程においては、
エツチング、メツキなどの化学的加工及び加熱処理、熱
圧着加工等の熱的加工が基板の寸法変化に大きな影響を
与える。したがって、これらの加工による寸法変化をあ
らかじめ考慮した設計が必要となるが、寸法変化は、基
板のロットや形状によって異なり、厳密な寸法変化量を
算出するのは困難である。

また、フレキシブルプリント回路が高温中で長時間使用
されると、この基板フィルムが熱劣化を起こし、その電
気的特性や機械的特性が低下してしまい、フレキシブル
プリント回路としての機能を発現できなくなる。

従来から、フレキシブルプリント回路用基板には、ポリ
イミドフィルムやポリエステルフィルムが用いられてい
る。ポリイミドフィルムは、耐熱性、耐薬品性等の特性
に優れているが吸湿時の寸法変化が大きいという欠点が
ある。

一方、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート
のフィルムは廉価であり、耐薬品性、電　　。

気的特性が優れている利点があるが、耐熱性が低く、ま
た湿度変化による基板の伸縮率が大きいという問題があ
る。

また最近ポリフェニレンスルフィト樹脂（以下ｐｐｓと
略称する）がその優れた耐薬品性、耐熱性、電気特性及
び不燃性などの点で注目され、プリント回路用絶縁基材
としての応用も提案されている。しかしながら、ＰＰＳ
は上記の如き優れた性能を持ちながら、そのフィルムま
たはシートは結晶化すると、その靭性が著しく低下し、
耐屈曲疲労性や耐折曲性が不足する結果、フレキシブル
なプリント回路に加工するのは難かしいという問題があ
る。

（発明が解決しようとする課題）上述したように、従来のフレキシブルプリント回路用基
板は、耐熱性に優れていても寸法安定性が悪いとか、耐
薬品性、電気的特性には優れていても耐熱性、寸法安定
性に劣るものであるとか、あるいは耐熱性等に優れてい
ても耐屈曲性に劣るものであるとかであり、フレキシブ
ルプリント回路用基板に要求される特性をすべて満足で
きるものではなかった。

本発明の目的は、かかる従来のフレキシブルプリント回
路用基板の問題点を解消し、耐熱性、寸法安定性及び耐
屈曲性に優れたフレキシブルプリント回路（以下、ＦＰ
Ｃという）用基板を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた
結果、特定の熱収縮率及び破断伸度を有する熱可塑性ポ
リエーテルケトン樹脂二軸配向フィルムを使用すればよ
いことを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、１５０℃で２時間加熱したときの
熱収縮率が１．０％以下、２００℃で５分間加熱したと
きの熱収縮率が３．０％以下、２８０℃で５００時間加
熱した後の破断伸度が１０％以上である熱可塑性ポリエ
ーテルケトン樹脂二軸配向フィルムからなるフレキシブ
ルプリント回路用基板である。

本発明における熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂は、構
成単位またはを単独で、あるいは該単位と他の構成単位からなるポリ
マーである。この他の構成単位としては、例えばニー等が挙げられる。上記構成単位において、Ａは直接結合
、酸素、−５ｏ２−．−ｃｏ−または二価の低級脂肪族
炭化水素基であり、Ｑ及びＱ′は同一であっても相違し
てもよ＜−ＣＯ−または一５Ｏ７−であり、ｎは０又は
ｌである。これらポリマーは、特公昭６０−３２６４２
号公報、特公昭６１−１０４８６号公報、特開昭５７−
１３７１１６号公報等に記載されている。

熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂には、流動性改良など
の目的でポリアリーレンポリエーテル。

ポリスルホン、ボリアリレート、ポリエステル。

ポリカーボネ−１・等の樹脂をブレンドしても良（、ま
た安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の如き添加剤を
含有させても良い。

熱可塑性ポリニーデルケトン樹脂は、上述の通り、それ
自体公知であり、且つそれ自体公知の方法で製造するこ
とができる。

上記熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂は、見かけの溶融
粘度が温度３８０℃１見かけの剪断速度２００ｓｅｃ−
’の条件で、５００ボイズ〜１００００ボイズ、更には
１０００ポイズ〜５０００ポイズの範囲にあるものが、
製膜性、フィルム特性の点から好ましい。

本発明に用いられるポリエーテルケトン樹脂フィルムは
二輪配向されたものであり、１５０’Ｃで２時間加熱し
たときの熱収縮率が１．０％以下、好ましくは０．５％
以下、さらに好ましくは０．３％以下であることが必要
である。この熱収縮率が１．０％を越えるとＦＰＣの加
工工程において熱圧着、加熱などの熱的要因による寸法
変化が起こり、ＦＰＣ用基板としては満足できない。さ
らに、２００″Ｃで５分間加熱したときの熱収縮率が３
．０％以下、好ましくは２．０％以下、さらに好ましく
は１．０％以下であることが必要である。この熱収縮率
が３．０％を越えると、ハンダ付けをする際、ＦＰＣ゛
が変形する。

また、本発明におけるフィルムは、２８０℃で５００時
間加熱したときの破断伸度が１０％以上であることが必
要である。ＦＰＣとしては可撓性が必要であるが、破断
伸度が１０％未満では、ＦＰＣとして使用するときに靭
性が低いため屈曲されるとひびや割れが生じやすくなる
。

さらに、本発明におけるＦＰＣ用基板の熱膨張率は、好
ましくは３０ｘ１０−６〜１０ｘｌＯ−６／℃、さらに
好ましくは２５　Ｘ　１０−６〜１５Ｘ１０−’／’Ｃ
である。湿度膨張率は、好ましくは８．０Ｘ１０−６〜
１．０Ｘ１０−６／％ＲＨ（相対温度）、さらに好まし
くは、６．０〜１０−６〜２．０Ｘ１０−６／％ＲＨ（
相対温度）、特にに好ましくは５．０　Ｘ　１０”６〜
３．ＯＸ　１０−６／　％　ＲＨ（相対温度）である。

熱膨張率が３．ＯＸ　１０−’〜１゜Ｘ　１０−６／　
’Ｃ１温度膨張率が８．ＯＸ　１０−６〜１．０Ｘ１０
−６／％ＲＨの範囲にあれば、より精密なＦＰＣの回路
設計が可能であり、好ましい。

本発明の熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂フィルムは、
例えば（Ｔｍ＋３０）’ＣないしくＴｍ＋ｇｏ）℃の温
度（Ｔｍは融点）で熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂を
溶融押出して未延伸フィルムを得、該未延伸フィルムを
一軸方向く縦方向又は横方向）に（Ｔｇ−１０）〜（Ｔ
　ｇ　＋４５）　”ｃの温度（ただし、Ｔｇ：ポリエー
テルケトン樹脂のガラス転移温度）で１．５倍以上、特
に２．５倍以上の倍率で延伸し、次いで上記延伸方向と
直角方向（−段目延伸が縦方向の場合には、二段目延伸
は横方向となる）に（Ｔ　ｇ　＋１０）〜（Ｔ　ｇ　＋
４０）　’ｃの温度で２．５〜５．０倍の倍率で延伸す
ることで製造できる。この場合、面積延伸倍率は４倍以
上、さらには６倍以上にすることが好ましい。延伸手段
は同時二軸延伸、逐次二軸延伸の何れでも良い。ざらに
、二軸延伸を行ったフィルムに（Ｔ　ｇ　＋７０）’Ｃ
−Ｔ　ｍ　’Ｃの温度で熱固定を施せばよい。例えば、
ポリエーテルエーテルケトンフィルムについては２５０
〜３５０℃で熱固定するのが好ましい。熱固定將間は、
例えば１〜１２０秒である。

本発明のＦＰＣ用基板を構成する熱可塑性ポリエーテル
ケトン樹脂フィルムは表面に多数の微細な突起を有して
おり、それらの多数の微細な突起は、樹脂中に分散して
含有される多数の不活性固体微粒子に起因する。不活性
固定微粒子は、外部添加微粒子でも内部生成微粒子でも
よく、また、例えば有機酸の金属塩、無機物、特殊な樹
脂などでもよい。好ましい不活性固体粒子としては、■
炭酸カルシウム、■二酸化ケイ素（水和物、ケイ藻土、
ケイ砂２石英等を含む）、■アルミナ、■５ｉ０２分を
３０重量％以上含有するケイ酸塩（例えば非晶質或いは
結晶質の粘土鉱物、アルミノシリケート化合物（焼成物
や水和物を含む）、温石綿、ジルコン、フライアッシュ
等）、■Ｍｇ、Ｚｎ。

Ｚｒ及びＴｉの酸化物、■Ｃａ及びＢａの硫酸塩、■Ｌ
ｉ、Ｎａ及びＣ’ａのリン酸塩（１水素塩や２水素塩を
含む）、■Ｌｉ、Ｎａ及びＫの安息香酸塩、■Ｃａ、Ｂ
ａ、Ｚｎ及びＭｎのテレフタル酸塩、（ｉＭｇ、Ｃａ、
Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｓｒ。

Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのチタン酸塩、■Ｂａ及びＰ
ｂのクロム酸塩、■炭素（例えばカーボンブラック、グ
ラファイト等）、■ガラス（例えばガラス粉、ガラスピ
ーズ等）、［相］ＭｇＣＯ３、［相］ホタル石、■Ｚｎ
Ｓ及び＠シリコーン樹脂が例示される。好ましいものと
して、無水ケイ酸、含水ケイ酸、酸化アルミニウム、ケ
イ酸アルミニウム（焼成物、水和物等を含む）、燐酸１
リチウム。

燐酸３リチウム、燐酸ナトリウム、燐酸カルシウム、硫
酸バリウム、酸化チタン、安息香酸リチウム、これらの
化合物の複塩（水和物を含む）、ガラス粉、粘土（カオ
リン、ベントナイト、白土等を含む）、タルク、ケイ藻
土、シリコーン樹脂等が例示される。これらの不活性固
体粒子の平均粒径は、通常、０．０１〜３８ｍでるり、
好ましくは０゜０５〜２μｍ、より好ましくは０．１〜
１．５μｍである。また、これらの不活性固体粒子の含
有量は、通常、熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂に対し
０゜００５〜１重量％であるが、０．０１〜１重量％、
更には０．０１〜０．５重量％、特に０．０５〜０．３
重量％が好ましい。

本発明で用いるフィルムの厚さには特に制限はなく、通
常、６〜１２５μｍの範囲が好ましい。場合によっては
厚みを増すために、さらに熱可塑性ポリエーテルケトン
樹脂または他の樹脂からなるフィルムを積層して用いて
もよい。

ＦＰＣは絶縁性と可撓性を併せ持つ薄い基板フィルムの
表面に導電性の材料で電気設計に基づく配線パターンを
密着して形成したものである。導電性材料の金属箔とし
ては、銅箔、アルミニウム箔、銀箔などが挙げられるが
、なかでも銅箔が代表的である。主として厚さ１８μｍ
、３５μｍ、７０μｍの電解銅箔あるいは圧延銅箔が使
われる。金属箔の接合手段や形状の具体的手段としては
、特に制限がなく、たとえば銅箔などの金属箔を絶縁基
材に貼り合せた後、金属箔をパターンエツチングするい
わゆるサブトラクティブ法、絶縁基材上に銅等をパター
ン状にメツキするアディティブ法パターン状に打ち抜い
た銅箔等を絶縁基材に貼り合せるスタンピングホイル法
などを利用することができる。

なお、本発明における種々の物性及び特性は、以下に述
べる方法により測定したものである。

（１）熱収縮率恒温槽中、無緊張状態で１５０℃に２時間放置した。原
長をｌｏ、測定した長さをｌとすると、（（４ｏ−１！
、）　／ｊ２ｏ）　Ｘ１００％で表わす。

２００’Ｃにおける場合も同様とし、縦方向と横方向の
平均値をもって代表値とした。

（２）熱膨張率日本自動車制御社製の定荷重伸び試験機（ＴＴＬ２型）
を恒温恒湿槽内に置き測定を行う。測定サンプルは予め
所定の条件（例えば７０’Ｃ，３０分）で熱処理を施し
、このサンプルを試験機に取り付け、温度２０℃１相対
湿度６０％と、４０℃，６０％ＲＨとの間での寸法変化
を読み取ることによって熱膨張率を測定し、縦方向と横
方向の測定値の平均値をもって代表値とした。このとき
の族サンプル長は、５０５ｍｍ、サンプル幅は１！４イ
ンチである。

測定時に加える加重は１／４インチ幅当り５ｇで一定と
した。

（３）湿度膨張率熱膨張率を求める場合と同様に日本自動車制御社製の定
荷重伸び試験機を用い、温度４０℃９９０％ＲＨの条件
で予め処理を施したサンプルを取り付け、温度２０℃１
３０％ＲＨと２０℃，７０％ＲＨの間における寸法変化
を読み取ることによって測定し、縦方向と横方向の平均
値をもって代表値とした。

（４）耐熱劣化性ギヤ老化試験器で無緊張状態２００℃４００時間加熱し
た後に室温において絶縁破壊電圧及び破断伸度を測定す
る。

ａ）絶縁破壊電圧Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｃ２３１８により実施する。

ｂ）破断伸度試料幅１０ｍｍ、長さ１５０■に切取った試料について
、チャック間１００匡にして引張速度１０胴／分。

チャート速度５０ｍｍ／分の条件にてインストロン型の
万能引張試験装置にて引張る。原長Ｉ！、０、破断時の
長さをｌとすると（（ｆｆｉ−１２ｏ）／ｊ２ｏ）　Ｘ１００％で求める
ことができる。

縦方向と横方向の平均値をもって代表値とした。

（５）ハンダ耐熱性Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｃ６４８１の方法で２５０℃、３０秒浸
漬後の外観変化で判定する。

Ｏ：異常なし Δ：少し変形がある ×：変形が激しい（６）耐屈曲性ギヤ老化試験機で無緊張状態２８０’Ｃで５００時間加
熱後の屈曲性をＪ　Ｉ　Ｓ　　Ｐ８１１５に準じて、Ｍ
ＩＴ型試験機により測定し、縦方向と横方向の平均値を
もって代表値とした。

○：屈曲疲労回数５０００回以上 Δ：屈曲疲労回数１０００以上　５０００未満×：屈曲
疲労回数１０００未満（７）寸法変化Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｃ６４９記載のテストパターンをサブト
ラクティブ法により作成し、そのときの寸法変形を観察
する。

○：異常なし Δ：少し変形がある ×：変形が大きい（実施例）以下、実施例により本発明をざらに説明する。

実施例１．比較例１〜２熱可塑性ポリエーテルエーテルケトン（ＩＣ１社製：ポ
リエーテルエーテルケトン３８０Ｇ）に平均粒径０．７
μｍ、粒径比１．０５の球状シリカ粒子を０．１重量％
添加しブレンドし、１６０℃で４時間乾燥した後、押出
機により３８０℃で溶融押出し、８０℃に保持したキャ
スティ、ングドラム上ヘキャストして、未延伸フィルム
を作成し、１６０°ｃ’ｔ’ｕ方向及び横方向に第１表
に示す延伸倍率で二軸逐次延伸を行い、更に第１表に示
す温度で３０秒間熱固定することにより、厚さ２５μｍ
の二軸配向フィルムを得た。次いで、市販のプリント配
線用電解銅箔（厚さ３５μｍ）を接着剤を用いて貼り合
わせ、１３０℃で加熱圧着してからテストパターンにエ
ラキングしてＦＰｃを作成した。得られた二軸配向フィ
ルムの物性を第１表に耐熱性、耐屈曲性及び絶縁破壊電
圧を第２表に示す。

実施例３実施例１において、極限粘度０．６５のポリエチレンテ
レフタレート（ペレット）を用いて、常法により二軸配
向フィルム及びＦＰＣを作成した。結果を第１．２表に
示す。

比較例４ポリイミドフィルム（デュポン社製「カプトンｊ２００
Ｈ）を用い、実施例１と同様にしてＦ　　−ＰＣを作成
した。結果を第１．２表に示す。

比較例５ＰＰＳフィルム（フィリップスペトロラム社製１「ライ
ドンＪ　　（ＭＩ＝　１００）　）を用い、実施例１１
と同様にしてＦＰＣを作成した。結果を第１．２１表に
示す。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ト（
本頁、以下余白）　　　　　　　　　　　　　　　　Ｉ
［第１表上ｉ ■ 第２表＊：形状を保持し得す、測定不能次に、実施例１及び各比較例で得られたＦＰＣの寸法変
化を求めた。結果を第３表に示す。

第３表第１〜３表の結果から明らかなように、熱収縮率及び破
断伸度が本発明の範囲内にあるＦＰＣ用基板は、耐熱性
、耐屈曲性及び寸法安定性が良好であるが、本発明の範
囲外（比較例１〜５）では、上記特性のいずれかが悪く
、満足な結果が得られない。

（発明の効果）本発明によれば、耐熱性、耐屈曲性及び寸法安定性に優
れたフレキシブルプリント回路用基板を提供することが
できる。

Claims

【特許請求の範囲】

１．１５０℃で２時間加熱したときの熱収縮率が１．０
％以下、２００℃で５分間加熱したときの熱収縮率が３
．０％以下、２８０℃で５００時間加熱した後の破断伸
度が１０％以上である熱可塑性ポリエーテルケトン樹脂
二軸配向フィルムからなるフレキシブルプリント回路用
基板。
２．二軸配向フィルムの熱膨張率が３０×１０＾−＾６
〜１０×１０＾−＾６／℃であり、湿度膨張率が８．０
×１０＾−＾６〜１．０×１０＾−＾６／％ＲＨ（相対
湿度）である請求項１記載のフレキシブルプリント回路
用基板。