JPH0152843B2

JPH0152843B2 -

Info

Publication number: JPH0152843B2
Application number: JP55021635A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Sasaki; Koichi Takagi
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1980-02-25
Filing date: 1980-02-25
Publication date: 1989-11-10
Also published as: JPS56118204A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、耐熱性、電気絶縁性、耐薬品性、
機械的物性などが優れている特定の芳香族ポリイ
ミドで形成されており、そして、特定の性能を有
するフイルム状電気絶縁材と電気導体とが耐熱性
接着剤で接合されているフレキシブル配線基板に
係るものであり、この発明のフレキシブル配線基
板は、公知の種々の方法で各種のフレキシブルプ
リント配線板などを製造することができる。

〔従来技術の説明〕

従来、電気絶縁材と電気導体とが接着剤で接合
されているフレキシブル配線基板は、耐熱性の電
気絶縁材として、ピロメリツト酸系の芳香族ポリ
イミドフイルム等を使用することが知られていた
が、それらの電気絶縁材は、耐熱寿命（耐熱性）
加熱収縮率（寸法安定性）、および耐アルカリ性
などにおいて、必ずしも満足すべきものではなか
つた。

また、特開昭50−113597号公報には、ビフエニ
ルテトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンと
から得られた芳香族ポリイミドが、電気絶縁材料
として使用できることが記載されており、特にそ
の実施例２および実施例４において、例えば、
「２，３，3′，４−ビフエニルテトラカルボン酸
二無水物とピロメリツト酸二無水物と３，3′，
４，4′−ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水
物とを芳香族テトラカルボン酸成分とし、また、
４，4′−ジアミノジフエニルエーテルを芳香族ジ
アミン成分として使用して得られた芳香族ポリイ
ミド」、または「３，3′，４，4′−ビフエニルテ
トラカルボン酸二無水物を芳香族テトラカルボン
酸成分とし、また、３，3′，５，5′−テトラメチ
ル−４，4′−ジアミノフエニルメタンを芳香族ジ
アミン成分として使用して得られた芳香族ポリイ
ミド」の粘稠な溶液を、銅板上に塗布し、100℃
で30分間乾燥し、さらに200℃で30分間乾燥焼付
けて可撓性のポリイミド被覆銅板が製造されたこ
とを開示されている。

しかしながら、前述の公知の方法で製造された
芳香族ポリイミドフイルムは、特殊な芳香族テト
ラカルボン酸成分を高い割合で使用して得られた
芳香族ポリイミドからなるものであつたり、ある
いは、フイルムの製法として最適な条件を充分に
満足していない（例えば、塗膜の乾燥、焼付け温
度が低いので溶媒などを完全に条去できなかつた
り、得られるポリイミドフイルムの強度を充分に
高めることができない）ので、基本的な機械物
性、耐熱性、寸法安定性、耐薬品性などにおいて
充分な性能を有するものではなかつた。

〔本発明の解決しようとする問題点〕

すなわち、高い機械的物性、高い耐熱性、優れ
た電気絶縁材、および酸、アルカリなどに対する
優れた耐薬品性をすべて同時に有する芳香族ポリ
イミド製の電気絶縁材と電気導体とが接着剤で接
合されているフレキシブル配線基板は、従来知れ
ていなかつた。

この発明者らは、前記の従来公知のフレキシブ
ル配線基板の問題点を改良するために種々検討し
た結果、この発明を完成した。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、この発明は、 (A) ビフエニルテトラカルボン酸類と芳香族ジア
ミンとを重合およびイミド化して得られた高分
子量の芳香族ポリイミドで形成されており、そ
して、 (a) 耐熱寿命温度（２万時間で引張強度が半減
する温度）が230℃以上であり、 (b) 加熱収縮率（250℃に20分間加熱した際の
収縮率）が0.2％以下であり、さらに、 (c) 10重量％苛性ソーダ水溶液中に、常温で24
時間放置する耐薬品試験に対して、変化がな
い、フイルム状電気絶縁材と、(B)電気導体とが、 (C) 耐熱性接着剤で接合されていることを特徴と
するフレキシブル配線基板に関する。

この発明で使用される芳香族ポリイミドは、ビ
フエニルテトラカルボン酸類と芳香族ジアミンと
を、有機溶媒中、約100℃以下、特に60℃以下の
温度で重合して、ポリアミツク酸を生成し、その
ポリアミツク酸を、150〜300℃に加熱するか、ま
たは、イミド化剤の添加により100℃以下の温度
で反応させるかして、イミド化して得られたも
の、あるいは、ビフエニルテトラカルボン酸類と
芳香族ジアミンとを、フエノール系溶媒（例え
ば、フエノール、モノハロゲン化フエノール、モ
ノハロゲン化クレゾールなど）中、150〜300℃の
高温で、重合およびイミド化を一段で行つて得ら
れたものであつてもよい。

前述の１段法で得られた芳香族ポリイミドは、
アミツク酸を形成しイミド化して得られるものよ
り機械的物性の優れたポリイミドフイルムが得ら
れるので好適である。

前記のビフエニルテトラカルボン酸類とは、
３，3′，４，4′−ビフエニルテトラカルボン酸、
その酸無水物、またはその酸低級アルキルエステ
ル、あるいは、２，３，3′，4′−ビフエニルテト
ラカルボン酸、その酸無水物、またはその酸低級
アルキルエステルのことである。この発明では、
ビフエニルテトラカルボン酸としては、３，3′，
４，4′−ビフエニルテトラカルボン酸二無水物
（以下、ｓ−BPDAという）単独、または、ｓ−
BPDAと２，３，3′4−ビフエニルテトラカルボ
ン酸二無水物（以下、ａ−BPDAという）との
混合物（ただし、ｓ−BPDAを70モル％以上、
特に80モル％以上含有する）が最適である。

前記の芳香族ジアミンとしては、ベンゼン環を
１個（例えば、ｐ−フエニレンジアミンなど）ま
たは２個有するジアミン化合物であればよく、特
に、４，4′−ジアミノフエニルエーテル単独、ま
たは、４，4′−ジアミノジフエニルエーテルを80
モル％以上、特に90モル％以上含有している芳香
族ジアミン混合物が好ましい。

この発明で使用される芳香族ポリイミドは、そ
のイミド化率が90％以上、特に95％以上であつ
て、そのポリマーの対数粘度（50℃、0.5ｇ／100
ml溶液）が１〜７、特に1.2〜５程度である高分
子量のものである。

芳香族ポリイミドは、一般式で示される反復単位を、少なくとも70％、特に80
％以上、さらに好ましくは90％以上有している芳
香族ポリイミドが、耐熱性、機械的物性などの点
から最適である。

この発明において、前述のポリイミドのフイル
ム状電気絶縁材としては、前述の芳香族ポリイミ
ドをフエノール系溶媒に溶解している溶液を使用
して、溶液流延法などで液状の薄膜を形成し、そ
の薄膜から溶媒を蒸発・除去して、さらに300℃
以上、特に350〜550℃の高温で熱処理して得られ
たポリイミドフイルムを好適に挙げることができ
る。そのポリイミドフイルムは、厚さが約10〜
200μ、特に15〜150μ程度のものが好ましい。

前記電気絶縁材としては、前記ポリイミドフイ
ルムに耐熱性の接着剤、例えばフツ素樹脂を被覆
したものであつてもよく、さらに前記ポリイミド
フイルムに雲母、芳香族ポリアミド製の紙または
そのフイルムを耐熱性接着剤で接合したものであ
つてもよい。

前記ポリイミドフイルムは、機械的物性（特
に、引張強度、端裂抵抗、破断点伸び率など）が
優れており、高い耐熱性、（耐熱寿命、熱分解温
度など）を有し、優れた電気絶縁材（耐電圧、体
積固有抵抗など）を有しており、さらに耐湿性
（吸湿性、吸湿伸率など）および酸、アルカリな
に対する耐薬品性も優れている。

この発明において、電気導体としては、電流を
流すことができる導体であれば、炭素、銅、タン
グステン、ニツケル、クロム、鉄、銀、アルミニ
ウム、鉛、スズなどのいずれを含有する導体であ
つてもよく、一般的には、金属線、金属板、金属
箔、金属蒸着膜などの金属導体を挙げることがで
きる。

この発明における前述の電気絶縁材と電気導体
とからなる配線基板は、前述のポリイミドフイル
ムと金属薄膜とが耐熱性接着剤で接合されている
フレキシブル配線基板である。

前記金属薄膜としては、厚さが１〜200μ、特
に５〜100μ程度である銅薄膜（例えば、銅箔な
ど）が最適である。

前記接着剤としては、耐熱性を有する接着剤が
最適であり、例えば、ポリイミドの前駆体である
芳香族ポリアミツク酸、フツ素樹脂、ポリアミド
イミド、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、エポキ
シ−ノボラツク樹脂、ニトリルゴム−フエノール
樹脂、エポキシ樹脂とポリアミドまたはアクリル
樹脂との混合物などを好適に挙げることができ
る。

前記フレキシブル配線基板の一種であるフレキ
シブルプリント配線基板は、約15〜150μの厚さ
の前述の芳香族ポリイミドフイルムと、約５〜
100μの厚さの金属箔（銅箔）とを、前記接着剤
を用いて、約100〜400℃の加熱下および約0.1〜
200Kg/cm²Ｇの加圧下で、接着して製造すればよ
い。

前述のフレキシブルプリント配線基板は、種々
の方法で、金属導体の回路を形成して、フレキシ
ブルプリント配線板を製造することができる。

フレキシブルプリント配線板は、例えば、フレ
キシブル配線基板に光硬化性樹脂を塗布し、配線
部が透光する陰画を通して露光して硬化し、未硬
化の樹脂を除去し、次いで銅箔をエツチングし、
光硬化物質を除去し、必要であればハンダ加工す
ることによつて製造すればよい。なお、フレキシ
ブルプリント配線板は、表面の金属導体の回路を
保護するために、回路上にオーバーコートフイル
ムを圧着したり、硬化性の樹脂を被覆して硬化す
るなどが一般的である。

本発明におけるフレキシブルプリント配線基板
は、優れた性能を有するポリイミドフイルムが電
気絶縁基材として使用されているので、加工性が
よく、電気的性能、機械的物性、耐熱性の優れた
フレキシブルプリント配線板が安定して得らるも
のである。

特に、本発明におけるフレキシブルプリント配
線基板では、その基材のポリイミドフイルムが、
400℃以上、特に420℃以上の高い熱分解温度を有
し、約230℃以上、特に260℃以上の耐熱寿命温度
（２万時間で引張強度が半減する温度）、さらに
0.2％以下、特に0.05〜0.15％の加熱収縮率（250
℃に20分間加熱した際の収縮率）を有するので、
フレキシブルプリント配線基板からプリント配線
板を製造する際に、高温での加工性能（例えば、
ハンダ加工性など）が非常によいのである。

また、配線基板の基材のポリイミドフイルム
は、50％の高温度状態に放置した際の吸湿性が
1.5％以下、特に1.35％以下であり、その際の吸
湿伸率が1.0％以下であつて、しかも、10重量％
苛性ソーダ水溶液中に常温で24時間放置した耐薬
品試験においてまつたく変化がなく、10重量％塩
酸水溶液、20重量％硫酸アンモニウム水溶液およ
び10重量％硫酸水溶液における耐薬品性試験でも
まつたく変化がないという優れた耐薬品性を有す
るので、フレキシブルプリント配線基板からプリ
ント配線板を製造する際に、種々の処理液での耐
久性、特にエツチング加工性、メツキ性などがよ
いのである。

この発明の配線基板は、集積回路（IC）チツ
プが配置され接合される「写真フイルム形状のキ
ヤリアテープ（ポリイミド製のフレキシブルプリ
ント配線板のテープ状物）」の製造にも使用する
ことができる。

〔実施例〕

以下、実施例などを示し、この発明をさらに詳
しく説明する。

参考例１〔芳香族ポリイミドの製造〕３，3′，４，4′−ビフエニルテトラカルボン酸
二無水物（ｓ−BPDA）73.56ｇ（0.25モル）と、
４，4′−ジアミノジフエニルエーテル（DADE）
50.06ｇ（0.25モル）とを、ｐ−クロルフエノー
ル114.60ｇ中に加え、撹拌しながら170℃まで１
時間で昇温し、さらにその溶液を170℃の反応温
度に保持して１時間の反応時間で、１段で重合・
イミド化反応させて、透明な粘稠なポリイミド溶
液を製造した。

そのポリイミド溶液は、約9.1重量％のポリイ
ミドを含有する溶液であり、その溶液の回転粘度
（50℃）が約10万cp以上であつた。そのポリイミ
ドは、イミド化率が95％以上であり、対数粘度
（50℃、濃度0.5ｇ／100ml；ｐ−クロルフエノー
ルで測定）が2.4であつた。

〔ポリイミドフイルムの製造〕前記のポリイミド溶液を、100℃に加熱してろ
過し、脱泡した後、ガラス板上に一定の厚さに流
延して溶液の薄膜を形成した。真空乾燥器を使用
して、約140℃で減圧下（１mmHg）で、薄膜から
ｐ−クロルフエノールを約１時間蒸発して除去
し、ポリイミドフイルムを形成し、さらに、その
ポリイミドフイルムを加熱炉で300℃で５分間、
350℃で５分間熱処理してポリイミドフイルムを
製造した。このフイルムの諸性質を次表に示す。

フイルム厚さ 25.5μ 引張強度 23.1Kg/mm² 破断伸度 91.2％端裂抵抗 19.1Kg 熱分解開始温度 425℃ 耐熱寿命（２万時間強度半減） 272℃ 加熱収縮率150℃ 0.03％ 250℃ 0.13％吸湿度（湿度50％） 1.31％吸湿伸率（湿度50％） 0.09％絶縁破壊強度 7300V／25μ 誘電率 4.08 誘電正接 1.28×10^-3 体積固有抵抗（50℃） 6.0×10¹⁶Ω−cm （200℃） 1.8×10¹⁵Ω−cm 〔フレキシブルプリント配線基板の製法〕前記のポリイミドフイルムに、エポキシ−ノボ
ラツク樹脂接着剤を塗布し、35μの電解銅箔を重
ね合わし、クランプで圧着して、95℃で２時間、
165℃で４時間、最後に216℃で16時間加熱するこ
とによつて、フレキシブルプリント配線基板を製
造した。

そのプリント配線基板の性能を次に示す。

基材フイルムの表面抵抗率６×10¹⁵Ω 銅箔引きはがし強度（180゜方向） 1.0Kg/cm はんだ浸漬耐熱性（270℃、10分間）変化なし耐薬品性（常温、24時間）トリクレン変化なしメチルエチルケトン変化なし 10wt％NaOH水溶液変化なし 10wt％HCl水溶液変化なし 20wt％（NH₄）₂S₂O₈水溶液変化なし 10wt％H₂SO₄水溶液変化なし〔本発明の作用効果〕本発明のフレキシブル配線基板は、高い機械的
物性、高い耐熱性、優れた電気絶縁性、および
酸、アルカリなどに対する優れた耐薬品性をすべ
て同時に有するポリイミドフイルムからなる電気
絶縁材と、電気導体とが、耐熱性接着剤で一体に
接合されているフレキシブル配線基板であり、こ
のフレキシブル配線基板は、優れた性能のフレキ
シブルプリント配線板を容易に再現性よく製造す
ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】１ (A) ビフエニルテトラカルボン酸類と芳香族
ジアミンとを重合およびイミド化して得られた
高分子量の芳香族ポリイミドで形成されてお
り、そして、 (a) 耐熱寿命温度（２万時間で引張強度が半減
する温度）が230℃以上であり、 (b) 加熱収縮率（250℃に20分間加熱した際の
収縮率）が0.2％以下であり、さらに、 (c) 10重量％苛性ソーダ水溶液中に、常温で24
時間放置する耐薬品試験に対して、変化がな
い、フイルム状電気絶縁材と、(B)電気導体とが、 (C) 耐熱性接着剤で接合されていることを特徴と
するフレキシブル配線基板。