JPH04329689A - フレキシブルプリント配線板 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は改良されたフレキシブル
プリント配線板（以下、ＦＰＣと略す）に関するもので
あり、更に詳しくは絶縁基板に、優れた面配向性により
極めて高い強度を等方向に有し、且つ優れた寸法安定性
を有するパラ配向性の芳香族ポリアミドフィルムを用い
カバーコート材として芳香族ポリアミド系の樹脂を用い
たＦＰＣに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型・軽量化という根
強いニーズに支えられ、通常のリジッドタイプに比べ軽
量で占用面積が小さく、自由な立体配線と配線の単純化
が可能なＦＰＣに対する需要はとみに高まりつつあり、
その中で、絶縁フィルム上に導電性塗料で、回路を形成
したＦＰＣが提案されている（特開昭６４−１９７９５
号公報）。

【０００３】このＦＰＣの基板として、ポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド等のフィルムが従
来用いられている。しかし、ＰＥＴでは耐熱性が低く、
特に高温での寸法安定性が悪く、性能的に十分とは言え
ない。一方、ポリイミドは耐熱性は高いものの機械的物
性が十分でなく、特にパターンの精密化、多層化の進行
に伴い、ロールプロセスにおけるテンション下での変形
等の問題があって、比較的厚いフィルムを用いる必要が
あり、機器の薄型化のメリットを損なうとともに、高価
なポリイミドフィルムを多量に使用するため製品コスト
が高くなる欠点がある。

【０００４】また、特開平１−２３６６８４号公報には
高耐熱性、高ヤング率及びパラ配向性を有する芳香族ポ
リアミドフィルムをＦＰＣの基板として用いることが提
案されている。しかし、このＦＰＣにおいて、基板と導
電性塗料、基板とカバーコート材、及び導電性塗料とが
カバーコート材の接着力を高度なレベルに保つことが必
要となる。殊に、ＦＰＣを非静止状態で使用する場合に
は一層高い接着力が求められる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は耐熱性・寸法
安定性に加え、ＦＰＣ全体として基板・回路・カバーコ
ート層間の接着性が大きいＦＰＣを提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究した結果、芳香族ポリアミド
系樹脂をカバーコート材及び導電性塗料のバインダーと
して用いることが有利であることを発見した。すなわち
本発明は、対数粘度が３．５以上で、少なくとも一方向
のヤング率が６００Ｋｇ／ｍｍ２　以上であるパラ配向
性の芳香族ポリアミドフィルムの片面又は両面に導電性
塗料による回路パターンを有するフレキシブルプリント
配線板において、導電性塗料のバインダー及び／又はカ
バーコート材として実質的に芳香族ポリアミドからなる
樹脂を用いることを特徴とするフレキシブルプリント配
線板である。

【０００７】本発明に用いられるパラ配向性の芳香族ポ
リアミドは、次の構成単位からなる群より選択された単
位から実質的に構成される。 −ＮＨ−Ａｒ１　−ＮＨ−　　　　　　（１）−ＣＯ−
Ａｒ２　−ＣＯ−　　　　　　（２）−ＮＨ−Ａｒ３　
−ＣＯ−　　　　　　（３）ここで、Ａｒ１　，Ａｒ２
　及びＡｒ３　は各々２価の芳香族基であり、（１）と
（２）はポリマー中に存在する場合は実質的に等モルで
ある。

【０００８】本発明のパラ配向性の芳香族ポリアミドフ
ィルムにおいて、良好な機械的性能を確保するためには
、Ａｒ１　，Ａｒ２　及びＡｒ３　は各々、いわゆる、
直線配向性の基である必要がある。ここで、直接配向性
とは、前述のようにその分子鎖を成長させている結合が
芳香族の反対方向に同軸又は平行的に位置していること
を意味する。このような２価の芳香族基の具体例として
は、パラフェニレン、４，４′−ビフェニレン、１，４
−ナフチレン、１，５−ナフチレン、２，５−ビリジレ
ン等があげられる。それらはハロゲン、低級アルキル、
ニトロ、メトキシ、シアノ基などの非活性基で１又は２
以上置換されていてもよい。また本発明に用いられる２
価の芳香族の特別なものとしては、下記化１

【０００９
】

【化１】

【００１０】で表される形の２価の基があげられる。こ
こでＸは、４以下の原子の連鎖により構成されるもので
ある。Ｘとしては具体的には、化２

【００１１】

【化２】

【００１２】などが掲げられる。Ａｒ１　，Ａｒ２　及
びＡｒ３　はいずれも２種以上であってもよく、また相
互に同じであっても異なっていてもよい。本発明に用い
られるパラ配向性の芳香族ポリアミドは、これまでに知
られた方法により、各々の単位に対応するジアミン、ジ
カルボン酸、アミノカルボン酸より製造することが出来
る。具体的には、カルボン酸基をまず酸ハライド、酸イ
ミダゾライド、エステル等に誘導した後にアミノ基と反
応させる方法が用いられ、重合の形式もいわゆる低温溶
液重合法、界面重合法、溶融重合法、固相重合法等を用
いることが出来る。

【００１３】本発明に用いるパラ配向性の芳香族ポリア
ミドには、上記した以外の基が約１０モル％以下共重合
されたり、他のポリマーがブレンドされたりしていても
よい。本発明のパラ配向性の芳香族ポリアミドとして最
も代表的なものは、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルア
ミド（以下ＰＰＴＡと略称する。）やポリ−ｐ−ベンズ
アミドであり、ＰＰＴＡが最も好ましく用いられる。

【００１４】本発明に用いるパラ配向性の芳香族ポリア
ミドの重合度は、あまりに低いと本発明の目的とする機
械的性質の良好なフィルムが得られなくなるため、３．
５以上の対数粘度ηｉｎｈ（硫酸１００ｍｌにポリマー
０．２ｇを溶解して３０℃で測定した値）を与える重合
度のものを選ぶことが必要である。フィルムは、少なく
とも一方向のヤング率が６００Ｋｇ／ｍｍ２　以上であ
ることが必要であり、好ましくは８００Ｋｇ／ｍｍ２　
以上、更に好ましくは１０００Ｋｇ／ｍｍ２　以上のも
のである。すなわち、フィルムの縦、横のどちらかのヤ
ング率が６００Ｋｇ／ｍｍ２　以上であるテンシライズ
ドタイプ、または縦、横の両方のヤング率が６００Ｋｇ
／ｍｍ２　以上でほぼ等しいバランスタイプのフィルム
を用いることができる。このようなフィルムは、その方
向における変形抵抗性が大きいことを意味し、またフィ
ルムの腰の強さとも関連している。腰の強さは特に薄い
フィルムのときに大切な要素となる。

【００１５】このようなヤング率の大きいフィルムは、
例えば特公昭５７−１７８８６号公報等で開示された方
法で製造したフィルムを高温で熱処理して結晶性を高め
ることによって得られる。該方法で得られたフィルムは
、吸湿膨張係数及び熱収縮率が小さい。本発明のフィル
ムの吸湿膨張係数は、２５℃において３０×１０−４ｍ
ｍ／ｍｍ／％ＲＨ以下であり、熱収縮率は、２５０℃に
おいて０．１％以下である。このように吸湿及び温度に
よる寸法変化の小さいフィルムを用いることが、高温多
湿の夏と低湿乾燥の冬との季節間差に関係なくＦＰＣに
一定の性能や機能を発揮させる上で重要である。熱処理
は緊張下、定長下、無緊張下、もしくは低張力下で行う
ことができ、これらの処理を組み合わせで行うこともで
きる。このような吸湿膨張係数及び熱収縮率の小さいフ
ィルムを使用すると、回路パターンの印刷や熱処理時に
寸法変化を生じず、多層パターンの印刷時のずれも生じ
ない。

【００１６】また本発明の用いられるフィルムは、実質
的にボイドを含まないものが好ましい。本発明に用いら
れるフィルムの厚さは、２０〜１３０μが好ましく、更
に好ましくは２５〜８０μｍである。厚さが薄すぎると
剛性が小さくなるため、導電性塗料の印刷工程において
フィルムの波打ち、搬送不良等が起きやすくなり、不良
品が多くなる。従来のＰＥＴ、ポリイミド等を用いた場
合に比較し、本発明の場合、基板の弾性率が高いために
薄くすることが可能となる。

【００１７】本発明に用いられるフィルムは、その硫酸
等を溶媒とする光学異方性ドープを、支持面上に流延し
、吸湿又は／及び加熱により該ドープを光学等方性に転
化したのち凝固させ、洗浄後、必要なら一軸又は二軸に
延伸し、次いで収縮を制御しつつ乾燥した後、高温で熱
処理し、結晶性を増大させるという方法でつくることが
できる。

【００１８】本発明に用いられるフィルムは、その性能
の改良のために、パラ配向性の芳香族ポリアミド以外の
成分を含有させることができる。この例として、難燃剤
、易滑剤、接着性改良剤などがあげられ、フィルムを製
造する際のドープへの添加、又は、乾燥剤の湿潤フィル
ムへの含浸等の方法によりフィルム中に付与される。 特に導電性塗料との接着性改良のために、エポキシ系、
アクリル系等の接着剤成分を乾燥前の湿潤フィルムに含
浸させる接着性改良処理が好ましく用いられる。更に、
プラズマ処理、コロナ放電処理等により表面状態を改質
することもできる。本発明においては、上記のパラ配向
性の芳香族ポリアミドフィルム上に、導電塗料により回
路パターンを形成する。

【００１９】本発明に用いる導電性塗料としては、金属
粉末（例えば酸化亜鉛や酸化錫、ニッケル、アルミニウ
ム、銅、銀等）やカーボンブラック粉末、ニッケルフタ
ロシアニン等の有機金属化合物等をバインダー液に分散
させた塗料が用いられる。本発明においては、耐熱性・
難燃性や基板フィルムとの接着性の点から導電性塗料の
バインダー及びカバーコート材の少なくとも１つに、実
質的に芳香族ポリアミドからなる樹脂を用いることが重
要であり、それら両方に実質的に芳香族ポリアミドから
なる樹脂を用いるのがより好ましい。ここで「実質的に
」とは本発明の効果を損なわない範囲で、他の樹脂や添
加剤等を含有させ得るということである。

【００２０】バインダーとしての芳香族ポリアミドの場
合、バインダー液として、上記導電性粉体を分散して用
いるにおいて、有機溶剤、例えば、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ
−アセチルピロリジン、テトラメチル尿素等の所謂アミ
ド型溶剤に溶けるものが好ましく用いられる。このよう
な芳香族ポリアミドとしては、 −ＮＨ−Ａｒ４　−ＮＨ−　　　　（４）−ＣＯ−Ａｒ
５　−ＣＯ−　　　　（５）−ＮＨ−Ａｒ６　−ＣＯ−
　　　　（６）なる構成単位からなる群より選択された
単位から実質的に構成された芳香族ポリアミドにおいて
、Ａｒ４　〜Ａｒ６　は、非直線配向性の２価の基が好
ましく、化３で例示する基

【００２１】

【化３】

【００２２】などを挙げることができ、これらの芳香環
の一部又は全部がハロゲン、アルキル、ニトロ、メトキ
シ、シアノ基などの非活性基で置換されていてもよい。 また、Ａｒ４　〜Ａｒ６　には、上記以外の２価の基、
例えば直線配向性の基が少量含まれていても、有機溶剤
への可溶性を示す場合用いることができる。芳香族ポリ
アミドの重合度としては、対数粘度ηｉｎｈで０．３〜
２．５の範囲が、加工性やバインダー或いはカバーコー
トの機能を発現する上で好ましい。

【００２３】本発明に用いる導電性塗料には、導電性粉
体、芳香族ポリアミドの溶液（バンダー液）のほかに、
通常の添加剤（例えば難燃剤）を含有させることができ
る。回路パターンの形成は、例えば導電性塗料のスクリ
ーン印刷によって行なわれる。パターンは一層のみ形成
することもでき、絶縁性樹脂を併用して多層を形成する
こともできる。また、片面のみに形成することもでき、
両面に形成してスルーホールで導通させることもできる
。

【００２４】本発明において、回路の保護用のカバーコ
ート材としても、上記の芳香族ポリアミド樹脂を用いる
ことができる。ただし、バインダーとカバーコート材の
両方に芳香族ポリアミド樹脂を用いる場合、カバーコー
ト材として用いる樹脂の種類は、導電性塗料のバインダ
ーに用いる樹脂と同一であってもよいが、上記した範囲
内で相互に異なっていてもよい。

【００２５】カバーコート剤は、回路の形成されたＦＰ
Ｃの上から、コーティングして用いるために、通常芳香
族ポリアミドの溶液として使用される。コーティングし
たあと、加熱などの方法により溶剤を蒸発除去して、実
質的に芳香族ポリアミドのみが薄膜状に残るようにする
。カバーコート層の厚みは、好ましくは０．５〜５０μ
ｍ程度に調整される。本発明において、基板フィルムと
して特定のパラ配向性芳香族ポリアミドフィルムを用い
、カバーコート材及び／又は導電性塗料のバインダーと
して芳香族ポリアミド系の樹脂を用いるために、耐熱性
、難燃性が保証される上に、相互の接着力がきわめて良
好である。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。なお
、実施例中、部、％とあるのは特に断らない限り重量部
、重量％を示す。

【００２７】

【実施例１】対数粘度ηｉｎｈが５．５のＰＰＴＡポリ
マーを、９９．７％の硫酸にポリマー濃度１１．５％と
なるように溶解し、６０℃で光学異方性のあるドープを
得た。このドープの粘度を常温で測定したところ、１０
６００ポイズだった。製膜しやすくするために、このド
ープを約７０℃に保ったまま真空下で脱気した。この場
合も光学異方性を有し、粘度は４４００ポイズであった
。タンクからフィルターを通し、ギャポンプを経てダイ
に至１．５ｍの曲管を約７０℃に保ち、０．１ｍｍ×３
００ｍｍのスリットを有するダイから、鏡面に磨いたタ
ンタル製のベルト（２ｍ／分で移動）にキャストし、相
対湿度約８５％の約９０℃の空気を吹きつけて、流延ド
ープを光学等方化し、ベルトとともに、−５℃の希硫酸
中に導いて凝固させた。次いで凝固フィルムをベルトか
ら引きはがし、約４０℃の温水中を走行させて洗浄した
。洗浄の終了したフィルムを乾燥させずにテンターで延
伸し、次いで別のテンターを用いて定長下に２４０℃で
熱乾燥した後、３９０℃で定長熱処理し、更に無緊張下
に、３５０℃で熱処理した。

【００２８】得られたフィルムは、厚さ５０μ、フィル
ムの長尺方向（以下ＭＤと略す）の物性は、強度３５Ｋ
ｇ／ｍｍ２　、伸度１６％、ヤング率１１００Ｋｇ／ｍ
ｍ２　、熱収縮率（２５０℃）０．０８％、吸湿膨張係
数１６×１０−６ｍｍ／ｍｍ／％、巾方向（以下ＴＤと
略す）の物性は、強度３３Ｋｇ／ｍｍ２　、伸度１７％
、ヤング率１０５０Ｋｇ／ｍｍ２　、熱収縮率（２５０
℃）０．０９％、吸湿膨張係数１８×１０−６ｍｍ／ｍ
ｍ／％であった。一方、ポリメタフェニレンイソフタル
アミド（対数粘度ηｉｎｈ１．２）をＮ−メチルピロリ
ドンに１８％で溶解し、加熱して透明な溶液とした。こ
の溶液の一部をとり、銀粉３部に対し、溶液２部の重量
比で混合して導電性塗料とした。

【００２９】次に、フィルムの上にスクリーン印刷装置
を用いて、導電性銀塗料のパターンを塗布し、１８０℃
で３０分間加熱して、プリント配線板を得た。この配線
板の線間抵抗（線間隔１．０ｍｍ）は６×１０１３Ωで
あった。プリント配線板の一部について、回路に約２ｍ
ｍ間隔でカッター刃を入れて細分化し、その部分にセロ
テープを貼りつけて、回路のひきはがしテストをしたが
、剥離してくるものは全くなく、回路と基板間が極めて
強い接着力を有することがわかった。

【００３０】次いで、プリント配線板の回路を形成した
側に、上記のポリメタフェニレンイソフタルアミド溶液
をコーティングして、オーブンで約１８０℃に加熱して
溶剤を蒸発させ、約２５μｍのカバーコート層を形成さ
せた。出来上ったカバーコート付きのＦＰＣを、約１０
０回の屈曲試験にかけたが、剥離等を全く起していなか
った。また、屈曲テスト後のＦＰＣについて回路のある
部分及び回路のない部分ともに、約２ｍｍ角にカッター
刃で刻み目を入れ、セロテープの剥離テストをしたが、
剥離は全くおこらず、基材とカバーコート層、回路とカ
バーコート層が強い接着力をもっていることが判った。

【００３１】

【実施例２】基材フィルムとして、限界酸素指数３３に
難燃化したＰＰＴＡフィルムを用い、カバーコート材及
び導電塗料のバインダーとして、対数粘度１．７の化４

【００３２】

【化４】

【００３３】を用いた以外は、実施例１をくり返した。 接着性にすぐれ、耐熱・難燃のＦＰＣが得られた。

【００３４】

【発明の効果】本発明のＦＰＣは、基板としてパラ配向
性芳香族ポリアミドを用いることにより、耐熱性、寸法
安定性、耐薬品性及び難燃性にすぐれているのに加え、
機械的強度、モジュラスが大きい点が特徴であり、従来
のフィルム素材を基板とした物に比べ、薄いフィルムを
用いることができ、プロセス性の改良及び機器の薄型化
が可能である。そして、ＦＰＣ全体として、基板・回路
・カバーコート層間の接着力が極めて大きいので、種々
の電気機器のスイッチ、キーボード、タッチスイッチ等
や、センサー回路用として用いることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　対数粘度が３．５以上で、少なくとも
   一方向のヤング率が６００Ｋｇ／ｍｍ２　以上であるパ
   ラ配向性の芳香族ポリアミドフィルムの片面又は両面に
   導電性塗料による回路パターンを有するフレキシブルプ
   リント配線板において、導電性塗料のバインダー及び／
   又はカバーコート材として実質的に芳香族ポリアミドか
   らなる樹脂を用いることを特徴とするフレキシブルプリ
   ント配線板。