JPH04334087A - フレキシブル印刷回路用基板の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、接着剤層を持たない２
層フレキシブル印刷回路板において、孔加工された支持
フィルム層を有するフレキシブル印刷回路用基板を製造
する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のフレキシブル印刷回路用基板は、
電子機器の小型・軽量化が進むにつれ、ますます用途が
拡大し、最近は従来の様な配線基板としてだけでなく、
ＴＡＢ用キャリアテープの様な支持フィルムに孔のあい
た基板の利用も増大してきている。

【０００３】このような、支持フィルム層に孔加工がさ
れ、かつ導体配線を有するフレキシブル印刷回路用基板
の製造方法としては、予め支持フィルム層にパンチング
等で孔加工を行い、接着剤を用いて導体層を貼合わせた
後、配線回路を形成する方法や、導体層にポリアミック
酸溶液を直接塗布し、乾燥・イミド化を行うか、支持フ
ィルム層に蒸着法やスパッタリング法によって導体層を
形成した後、レーザーあるいは強アルカリ性溶液によっ
て支持フィルム層に孔加工を行い、その後配線回路を形
成する方法が用いられている。

【０００４】しかし、従来用いられているこれらの方法
においては、それぞれに耐熱性、密着力、加工性、耐薬
品性に欠点を有している。先ず、接着剤層をもつ３層フ
レキシブル印刷回路用基板では、接着剤層の耐熱性が低
いため、支持フィルムにポリイミドを用いても、フレキ
シブル印刷回路用基板としての耐熱性は接着剤層の耐熱
性によって決定されるという欠点を有している。導体層
を蒸着やスパッタリング法で形成した場合、支持フィル
ム層と導体層の密着力が低いという欠点、あるいは導体
層を厚くしていった場合に厚さ及び密度が不均一になる
という欠点を有している。そして導体層にポリアミック
酸溶液を直接塗布・乾燥・イミド化した後、孔加工する
場合、レーザーによる加工は時間を要し生産性が低下す
る、あるいはイミド化後にケミカルエッチング可能な分
子構造をもつポリイミドは、耐溶剤性が若干落ち、かつ
エッチング液として強アルカリ性溶液を用いるために危
険性が高く、また安易に廃液処理ができないという欠点
を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、特定のポリアミック酸ワニスを用いることによ
り、接着剤層のない２層フレキシブル印刷回路板の本来
持っている耐アルカリ性、耐溶剤性、耐熱性、電気特性
を低下させることなく、孔加工された支持フィルムを有
するフレキシブル印刷回路用基板の製造法を提供するも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、３，３’，４
，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフ
ェニレンジアミンとを反応させて得られたポリアミック
酸溶液（Ａ）と、ピロメリット酸二無水物と４，４’−
ジアミノジフェニルエーテルを反応させて得られたポリ
アミック酸溶液（Ｂ）とを、固形分のモル比がＡ／Ｂ＝
５５／４５〜７５／２５の割合で混合して得られたポリ
アミック酸のワニスを用いて、導体箔上に半硬化させた
ポリアミック酸フィルムを形成させ、次いで該フィルム
にケミカルエッチング等により所定の開孔部を設けた後
、イミド化を完結させることを特徴とするフレキシブル
印刷回路用基板の製造方法である。

【０００７】即ち、導体箔にポリアミック酸溶液を直接
塗布し、タックフリー状態になるまで乾燥し、ポリアミ
ック酸フィルムを形成する。次に、ポリアミック酸フィ
ルムを通常の方法、例えば、ケミカルエッチング、レー
ザー等によってポリアミック酸フィルムのみを開孔させ
て孔加工を行う。孔加工が終了した後、充分にイミド化
を行う。

【０００８】本発明でポリアミック酸フィルムを得るた
めに用いるポリアミック酸溶液は、フィルム形成能があ
り、金属箔との密着性があり、上述したようなポリアミ
ック酸が最も目的にかなっている。すなわち、ポリアミ
ック酸溶液（Ａ）とポリアミック酸溶液（Ｂ）とを、固
形分のモル比がＡ／Ｂ＝５５／４５〜７５／２５の割合
で混合撹拌して得られるポリアミック酸混合溶液である
。（Ａ）の比率が上述の割合よりも少ないときにはカー
ルが発生し、逆に多いときには剛直になりすぎ、柔軟性
がなくなり銅箔との密着性が損なわれる。（Ａ）と（Ｂ
）とを混合する際の撹拌温度は０〜１００℃であること
が望ましい。０℃以下だと反応の速度が遅く、１００℃
以上であると生成したポリアミック酸の閉環反応および
解重合反応が開始するためである。通常、攪拌は２０℃
前後で行われる。

【０００９】本発明においては、ポリアミック酸溶液（
Ａ）或はポリアミック酸溶液（Ｂ）を製造するに際にテ
トラカルボン酸二無水物成分またはジアミン成分に対し
て、少量のその他のテトラカルボン酸二無水物またはジ
アミンを添加しても良い。

【００１０】テトラカルボン酸二無水物成分としては、
例えば２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−Ｐ−テル
フェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−
ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、４，４’−ヘキ
サフルオロイソプロピリデンビス（フタル酸無水物）等
を併用することが出来る。

【００１１】ジアミン成分としては、例えば４，４’−
ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジメチルベンジ
ジン、４，４’−ジアミノ−Ｐ−テルフェニル、４，４
’−ジアミノ−Ｐ−クォーターフェニル、２，８−ジア
ミノジフェニレンオキサイドなども併用することができ
る。

【００１２】テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン
成分との反応は酸成分／アミン成分（モル比）０．９０
〜１．００で行うのが好ましく、０．９０より低いと重
合度が上がらず硬化後の皮膜特性が悪い。１．００より
大きいと、硬化時にガスを発生し、平滑な皮膜を得るこ
とが出来ない。

【００１３】反応は通常、テトラカルボン酸二無水物ま
たはジアミン類と反応しない有機極性溶媒中で行われる
。この有機極性溶媒は、反応系に対して不活性であり、
かつ生成物に対して溶媒であること以外に、反応成分の
少なくとも一方、好ましくは両者に対して良溶媒でなけ
ればならない。この種の溶媒として代表的なものは、Ｎ
，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセト
アミド、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン等があり、これらの溶媒は単
独または組み合わせて使用される。この他にも溶媒とし
て組み合わせて用いられるものとしてベンゼン、ジオキ
サン、キシレン、トルエン、シクロヘキサン等の非極性
溶媒が、原料の分散媒、反応調節剤あるいは生成物から
の揮散調節剤、皮膜平滑剤等として使用される。

【００１４】反応は一般的に無水の条件下で行うことが
好ましい。これはテトラカルボン酸二無水物が水により
開環し、不活性化し、反応を停止させる恐れがあるため
である。このため仕込原料中の水分も溶媒中の水分も除
去する必要がある。しかし一方、反応の進行を調節し、
樹脂重合度をコントロールするためにあえて水を添加す
ることも行われる。また反応は不活性ガス雰囲気中で行
われることが好ましい。これはジアミン類の酸化を防止
するためである。不活性ガスとしては一般的に乾燥窒素
ガスが使用される。

【００１５】本発明において、導体箔上に半硬化状態の
ポリアミック酸フィルムを形成する方法は、導体箔上に
ロータリーコーター、ナイフコーター、ドクターブレー
ド、フローコーター等の公知の塗布手段で導体箔上端か
ら１〜１００μｍの均一な厚さに流延塗布した後、加熱
乾燥することにより得ることが出来る。また、導体箔上
に半硬化させたポリアミック酸フィルムを形成させ、さ
らに同一組成または異なる組成の他の離型フィルム上に
形成されたポリアミック酸フィルムをアミック酸フィル
ム面を合わせて、必要によりこの間にアミック酸フィル
ムを所定の枚数挿入し、２枚以上同時に加熱・圧着し、
厚みの厚いポリアミック酸フィルムを得ることも出来る
。

【００１６】一方、離型フィルム上にポリアミック酸溶
液を塗布し、タックフリー状態になるまで乾燥し、ポリ
アミック酸フィルムを形成する。その後、ポリアミック
酸フィルム面を重ね合わせ、ポリアミック酸フィルム同
士を加熱・圧着し、最初に塗布・乾燥した厚みの整数倍
のポリアミック酸フィルムを作製する。このとき、必要
に応じてポリアミック酸の面同士を重ねられるように、
離型フィルムを剥離したポリアミック酸フィルムを所定
の枚数間に挿入してより厚いポリアミック酸フィルムを
得ることも出来る。また圧着後片側の離型フィルムを剥
し、同様のことを繰り返して更に厚いものを得ることも
出来る。このようにして得られたポリアミック酸フィル
ムを導体箔と圧着してもよい。

【００１７】本発明において、ポリアミック酸溶液を乾
燥させ、半硬化状態のポリアミック酸フィルムを形成さ
せる条件としては、８０〜２００℃、５〜３０分が適当
である。これより温度が低く時間が短い場合、乾燥が不
充分で多量の残留溶剤を含むため、ケミカルエッチング
にて孔加工する場合、エッチングされた境界部において
シャープな線は得られず、エッチングレジスト下部への
オーバーエッチングが発生する、一方レーザーにて孔加
工する場合、レーザーによる分解に多量のエネルギーが
必要になり多大な加工時間がかかってしまう。またこれ
より温度が高く時間が長い場合、エッチング速度及びレ
ーザーによる分解速度が遅くなりイミド化を完結させた
場合と加工時間が殆ど変わりがなくなる。

【００１８】ポリアミック酸フィルムの状態におけるイ
ミド化率は１０〜５０％、望むべくは２０〜４０％が望
ましい。

【００１９】ケミカルエッチングには、ヒドラジン、Ｋ
ＯＨ、ＮａＯＨ等のアルカリ溶液及びジメチルスルホキ
シド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の有機極性溶剤な
どを使用することが出来る。レーザーを使用する場合、
レーザーの種類としては、エキシマレーザー、炭酸ガス
レーザー、ＹＡＧレーザー等が挙げられるが、導体箔に
与えるダメージが少ないという点でエキシマレーザーが
特に望ましい。さらに乾燥の温度・時間、レーザーの出
力との調整・組み台わせにより、加工速度・加工状態を
自由に調整することが可能となる。

【００２０】導体層として用いることのできる材料とし
ては、銅、アルミニウム、コンスタンタン、ニッケル等
の金属箔が挙げられる。

【００２１】

【作用】本発明は、導体箔上に特定のポリアミック酸溶
液を直接塗布・乾燥し、ポリアミック酸の半硬化状態の
フィルムにおいて孔加工を行い、その後イミド化を完結
させ、導体配線を形成する工程をとることにより、容易
にかつ安価に生産性・収率よく支持フィルム層に孔のあ
る２層フレキシブル印刷回路用基板を得ることができる
。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）温度計、撹拌装置、環流コンデンサーおよ
び乾燥窒素ガス吹き込み口を備えた４つ口セパラブルフ
ラスコに精製した無水のパラフェニレンジアミン１０８
ｇをと、これに無水のＮ−メチル−２−ピロリドン９０
重量％とトルエン１０重量％の混合溶剤を、全仕込原料
中の固形分割合が２０重量％になるだけの量を加えて溶
解した。乾燥窒素ガスは反応の準備段階より生成物取り
出しまでの全工程にわたり流しておいた。次いで、精製
した無水の３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物２９４ｇを攪拌しながら少量ずつ添加す
るが発熱反応であるため、外部水槽に約１５℃の冷水を
循環させてこれを冷却した。添加後、内部温度を２０℃
に設定し、５時間攪拌し、反応を終了してポリアミック
酸溶液（Ａとする）を得た。次に上記と同様の装置及び
方法で、無水の４，４’−ジアミノジフェニルエーテル
２００ｇと精製した無水のピロメリット酸二無水物２１
８ｇを反応させてポリアミック酸（Ｂとする）を得た。 次にＡおよびＢを、固形分のモル比がＡ／Ｂ＝６０／４
０になるように混合攪拌し、ポリアミック酸溶液を得た
。

【００２３】市販の電解銅箔上に、ポリアミック酸溶液
をスピンナーで塗布し、１１０℃、１５分乾燥を行い、
ポリアミック酸フィルムを得た。次にＫｒＦエキシマレ
ーザーを用いて、出力５０ｗ、周波数２００Ｈｚ，エネ
ルギー密度０．８Ｊ／ｃｍ２の条件で孔加工を行た。そ
の後、３８０℃で１時間加熱を行い、イミド化を完結し
た。

【００２４】得られた２層フレキシブル印刷回路用基板
の特性を表１に示す。なお比較のために、銅箔上に直接
塗布、乾燥、イミド化を行い作製した場合の特性も併記
した。

【００２５】

【表１】

【００２６】（実施例２）実施例１と同様の方法で、２
層フレキシブル印刷回路用基板を作製し、この上に市販
のエッチングレジストを全面に塗布、乾燥を行った後、
エッチング除去したい部分を露光現像し、露出したポリ
アミック酸フィルムを、４０℃に加熱した２５％のＫＯ
Ｈ溶液中に浸漬したところ、約２分で露出部分のフィル
ムは溶解し、銅箔面が露出した。その後、エッチングレ
ジストを剥離し、３８０℃で１時間加熱を行い、イミド
化を完結した。得られた２層フレキシブル印刷回路用基
板の特性は、実施例１で作製したものと同等の特性を有
していた。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ポリイミドフィルム状
態より短時間でレーザーによる孔加工を精度よく行え、
かつ従来と同様の工程で支持フィルムに孔を有する２層
フレキシブル印刷回路用基板を得ることができ、さらに
イミド化完結後も他の特性を損なうことなく、寸法変化
率の低下及びカール発生の軽減等の効果も得ることがで
きた。本発明は、連続シートを用いたフレキシブル印刷
回路基板の連続生産工程にも容易に適用できるなど、工
業的な孔加工されたフレキシブル印刷回路用基板の製造
方法として好適なものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　３，３’，４，４’−ビフェニルテト
   ラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミンとを反
   応させて得られたポリアミック酸溶液（Ａ）と、ピロメ
   リット酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエー
   テルを反応させて得られたポリアミック酸溶液（Ｂ）と
   を、固形分のモル比がＡ／Ｂ＝５５／４５〜７５／２５
   の割合で混合して得られたポリアミック酸のワニスを用
   いて、導体箔上に半硬化させたポリアミック酸フィルム
   を形成させ、次いで該フィルムに所定の開孔部を設けた
   後、イミド化を完結させることを特徴とするフレキシブ
   ル印刷回路用基板の製造方法。