JPH02217241A - フレキシブルプリント基板の製造法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐熱性を有し、かつ耐折性の優れたフレキシ
ブルプリント基板の製造法に関する。

（従来の技術） フレキシブルプリント基板は可撓性を有するプリント回
路を製造するための基板であって、近年電子機器の小型
化、薄膜化、高密度化の要求がますます高まっている。

従来のポリイミド系フレキシブル基板はポリイミドフィ
ルムと銅箔を接着剤を介して貼り合せたものが主流であ
る。しかし、この基板は接着剤を使用しているため耐熱
性、電気特性等の点で問題があり、ポリイミドの特性を
充分にいかすことが出来なかった。

これらの問題を解決するためにポリイミドフィルムを銅
箔上に熱融着させる方法として、特開昭５７−１８１，
８５７号公報及び銅箔上にポリイミド前駆体を直接塗布
し加熱乾燥処理する方法（以下ダイレクトコート法）と
して、特公昭６１−１１１，３５９号公報および特開昭
８３−６９，６３４号公報が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） これらの改良法は接着剤を使用しないためフレキシブル
プリント基板の耐熱性、電気特性などが良くなるが、前
者の方法ではフィルムの製造熱融着等の工程を経るため
従来品（接着剤系）に比べて同じかあるいはそれ以上の
工程を必要とする。

しかしながらダイレクトコート法ではフィルム製造工程
がないため工程の簡略化が可能であり、得られるフレキ
シブルプリント基板の耐熱性、電気特性も優れているが
該基板の高耐折性には寄与し得ない、そして高耐折性を
要求される用途に対しては銅箔として電解銅箔よりも圧
延銅箔がよく使われる。しかし、一般に圧延銅箔は電解
銅箔よりも高価である上、得られるフレキシブルプリン
ト基板のビール強度は低下する。

本発明はこの問題を解決し、耐折性のすぐれた安価なフ
レキシブルプリント基板の製造法を提案するものである
。

一般にフレキシブルプリント基板を、　１００℃から　
２００℃にて熱処理する事により耐折性は約１．５倍向
上（特開昭５４−１１０，４６６号公報、特開昭５３−
１７，７８４号公報）すると提案されているが、該基板
に電解銅箔を使用した場合には圧延銅箔並とはならず、
また不十分である。

また、大気中で２００℃から４５０℃での加熱硬化を行
なった場合は耐折性は低下した。一方、酸素濃度０，５
％以下、好ましくは０．２％以下の不活性ガス中で０．
０２ｋｇ／ｃｍから０．２ｋｇ／ｃ＋ａの張力下で上記
の加熱硬化を行なうと、おどろくべきことに得られたフ
レキシブルプリント基板の耐折性は圧延銅箔並に向上す
ることがわかった。この耐折性の向上は銅箔のＸｉｉ回
折から上記雰囲気下での高分子熱開裂反応を押えると同
時に銅箔の結晶形態に起因することがわかった。

本発明者は上記ダイレクトコート法により得られるプリ
ント基板の耐折性の改善について鋭意検討した結果、加
熱乾燥硬化時の雰囲気及び張力の条件下の最適化により
耐折性の向上は得られ、それは銅箔の結晶サイズと結晶
面の選択配向性に深く関係があることを見い出し、本発
明に至った。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明はポリイミド前駆体を銅箔上に直接塗
布したのち加熱乾燥することによりフレキシブルプリン
ト基板を製造する方法において、２００℃から４５０℃
での加熱乾燥硬化工程において不活性ガス中で０．０２
Ｋｇ／ｃ虐から０．２にｇ／ｃ−の張力下で加熱乾燥硬
化する方法である。

この不活性ガス雰囲気とは、乾燥炉を窒素ガス等の不活
性ガスで加圧パージした雰囲気であり、不活性ガスとし
ては窒素ガスであって酸素濃度０．５％以下、更に好ま
しくは０．２％以下のものが好ましい、勿論、アルゴン
等の希ガス、炭酸ガスのような不活性ガスも使用できる
。

本発明におけるフレキシブルプリント基板は、銅箔上の
銅に同程度の熱膨張係数をもつポリイミド前駆体を直接
塗布し加熱乾燥硬化することにより製造することが出来
る。銅箔上に塗布するポリイミド前駆体としては下記の
一般式で表される繰り返し単位を有する重合体を挙げる
ことができる。

（ここでＲ，は四価の芳香族基、Ｒ２は２僅の芳香族炭
化水素基を表す、） 上記前駆体の合成に用いられる芳香族テトラカルボン酸
二無水物（Ｒ１）としては、ピロメリット酸、２，３，
３°、４°−テトラカルボキシジフェニル、３．３°、
４，４°−テトラカルボキシジフェニル、　３．３°。

４．４°−テトラカルボキシベンゾフェノン等を挙げる
ことができる。

また、芳香族ジアミン（Ｒ２）の具体例としてｐ、■−
フェニレンジアミン、４．４°−ジアミノジフェルエー
テル、３．４°−ジアミノジフェニルエーテル、３．３
゛−ジアミノジフェニルエーテル、４．４°−ジアミノ
ジフェニルケトン、　３．４’−ジアミノジフェニルケ
トン、４．４°−ジアミノジフェニルスルホン、　４．
４’−ジアミノビフェニル、３．４−ジアミノビフェニ
ル、　４．４’−ジアミノジフェニルメタン、２．２°
−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、１．４−ジ（
４−アミノフェニル）フェニルエーテル、　１．３’−
ジ（４−アミノフェニル）フェニルエーテルまたは （Ｒ３は炭素数１〜３の脂肪族炭化水素基又は炭素数６
〜９の芳香族炭化水素基を表わしＲ４は炭素数３〜５の
２価の脂肪族炭化水素基又は炭素数６〜９の２価の芳香
族炭化水素基を表わし、１は３〜１５０の整数を表わす
、）で示されるジアミノシロキサンジアミン等がある。

これらのポリイミド前駆体の合成反応の際使用される有
機溶媒としてはＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ、Ｎ’
−ジメチルアセトアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルスルフオキシド、クレゾール等の極性有機
溶媒を挙げる事ができ、これらの単独または２次分以上
の混合でも使用でき反応は０〜８０℃の範囲で行われる
。

本発明において銅箔上にポリイミドフィルムを形成する
方法としては先ず該銅箔表面にｌＯ〜３０冑ｔ％のポリ
イミド前駆体をコンマコーター、ドクターナイフ等で塗
布する０次に該直接塗布したポリマー゛溶液中の溶媒を
１００℃から２００℃で加熱して除去し次いで酸素濃度
０．５％以下の不活性ガス中で０．０２から０．２Ｋｇ
／ｃ＋＋の張力下で２００℃から４５０℃まで加熱硬化
を行なう。

本発明の方法においては、　２００℃から４５０℃での
加熱硬化を行なう工程の雰囲気及び張力の適性化が重要
である。

すなわち、Ｘ線回折によると大気圧で２００℃から４５
０℃に加熱硬化した銅箔の結晶には、結晶格子の異なる
酸化銅が不均一に銅結晶中に混在しており、そのため耐
折性が低下する。また、酸素濃度０．５％以下好ましく
は０．２％以下の不活性ガス中で２００℃から４５０℃
で加熱硬化を行なうと未処理の銅箔と同じ格子定数を示
し結晶サイズは均等に３倍程度大きくなり、第２の要素
として０．０２にｇ／ｃ−から０．２Ｋｇ／ｃ■の張力
下で上記の加熱硬化を行なうと銅箔の（２，２，０）面
の反射が弱くなり（１，１，１）面の反射が強くなる。

すなわち、本発明の加熱硬化処理により銅箔は単一結晶
格子定数で結晶サイズが大きくなるのみでなく結晶面の
選択配向が行われ、耐折性の向上に大きく寄与している
。　０．２１１ｇ／ｃ−以上の張力では銅箔が延びＭＯ
，ＴＤの異方性が現われ問題となる０次に、本発明の実
施例及び比較例を挙げて本発明の詳細な説明する。

合成例 温度計、攪拌器及び窒素導入管を取り付けた１０ｊｉｌ
ガラス製反応器に窒素気流下でｐ−フェニレンジアミン
２４Ｇ、［１ｇと４，４゛−ジアミノジフェニルエーテ
ル１１１．４ｇとＮ−メチル−２−ピロリドンを７１入
れ攪拌し、溶解した。溶解後、攪拌下で３．３°、４゜
４°−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を１１１８
．９　ｇを徐々に加え２０℃以下で５時間反応してポリ
イミド前駆体のポリイミド酸溶液を得た。

得られたポリイミド前駆体のＮ゛−メチル−２−ピロリ
ドン中のｏ、ｓｇ／ｄｊ！、　３０℃における対数粘度
は１．８であった。

実施例１ 上記で合成したポリイミド前駆体を塗工機を用いて厚み
１８μの片面粗化した電解銅箔の粗化鋼に４００μｍの
厚さで塗布した０次でポリイミド前駆体を塗布した銅箔
を熱風乾燥炉で１００℃、２００℃で各１０分間乾燥し
、溶媒を除去した後、酸素濃度が０．３％の窒素ガス中
で張力０．１Ｋｇ／ｃ■の張力下で　２５０℃、３５０
℃で各１０分硬化し、ポリイミド２５μのフレキシブル
プリント基板を得た。

このフレキシブルプリント基板の耐折性（ＭＩＴ）はＴ
Ｄ　５７０００回、ＭＯ５６０００回であフた。　ＭＩ
Ｔの測定はエツチングにより幅１．５ｍ■、回路間１．
０ｇ＋１で１往復の導体を形成したものについて曲率半
径０．８−１屈曲速さ　１１１０回／分、強度５００ｇ
にて導体回路の完全断線を生じるまでの屈曲回数を求め
た。

（ＪＩＳ−Ｃ−Ｐ８１１Ｓ　） 実施例２ 銅箔を３５μの電解銅で行つた以外は実施例１と同様に
してフレキシブルプリント基板を得た。この基板の耐折
性はＴＯ，８００回、ＭＤ　７９０回であ７た。

比較例１ 加熱硬化を大気中で行った以外は実施例１と同様にして
フレキシブルプリント基板を得た。この基板はかなり酸
化され、耐折性はＴＯ２１１００回、ＭＤ３３００回で
あフた。

た。

比較例３ 加熱硬化を無張力下で行った以外は実施例１と同様にし
てフレキシブルプリント基板を得た。この基板の耐折性
はＴＤ　３５０００回、ＭＤ　３２０００回でありた。

比較例４ 加熱硬化を０．５Ｋｇ／ｃｍの張力下で行った以外は実
施例１と同様にしてフレキシブルプリント基板を得た。

この基板はＴＯ５１０００回、ＭＤ　３５０００回であ
った。またこの基板には縦シワができ、フレキシブルプ
リント基板としては加工工程上問題となり使用できなか
った。

比較例２ 銅箔を１８μの圧延鋼で行った以外は実施例１と同様に
してフレキシブルプリント基板を得た。こ比較例５ 市販されている従来の接着剤張り合わせフレキシブルプ
リント基板（電解銅品）の耐折性を実施例１と同様にし
て測定するとＴＯ２８８回、Ｍｏ　３３０回であった。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明した如く、本発明の方法によれば銅箔上
にポリイミド前駆体を直接塗布し、高温下で加熱硬化す
るダイレクトコート法によってフレキシブルプリント基
板を製造する場合に耐折性の顕著に優れたフレキシブル
プリント基板が製造することが可能となった。

以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリイミド前駆体を銅箔上に直接塗布したのち加
   熱乾燥硬化することによりフレキシブルプリント基板を
   製造する方法において、２００〜４５０℃の不活性ガス
   中で０．０２〜０．２ｋｇ／ｃｍの張力下で、加熱乾燥
   硬化することを特徴とするフレキシブルプリント基板の
   製造法。
2. （２）不活性ガスは酸素濃度０．５％以下の窒素ガスで
   ある特許請求の範囲第１項の記載のフレキシブルプリン
   ト基板の製造法。
3. （３）銅箔としては電解銅箔を使用する特許請求の範囲
   第１項の記載のフレキシブルプリント基板の製造法。