JPH04334089A - フレキシブル印刷回路板の製造方法 - 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、接着剤を用いないポリ
イミド絶縁被覆を有し、耐熱性に優れたフレキシブル印
刷回路板の製造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板（以下Ｆ
ＰＣと略す）は、ベースフィルムと導体層を接着剤層に
よって接着した基材、あるいは導体上に直接ポリイミド
層を形成した基材を用い、導体層の不要な部分をエッチ
ング除去して複数の導体配線を形成し、絶縁フイルムに
接着剤層を形成したものに複数の導体配線の接続に必要
な部分に該当する位置に金型やドリルによって窓を加工
し、位置を合わせて重ね合わせた後、加熱・加圧を行っ
て積層一体化して配線板としている。

【０００３】しかし、広く一般的に使用されているこの
方法では、加工時における接着剤のしみ出しが高密度配
線の妨げとなり、また接着剤層自身の耐熱性が、ベース
フィルムあるいは導体上に直接形成したポリイミド層に
比べて著しく低いため、ＦＰＣとしての耐熱性が接着剤
層の耐熱性によって決められてしまうという欠点を有し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、接着剤層を
持たない２層フレキシブル基板上に特定の組成の熱可塑
性ポリイミド絶縁被覆を接着剤を用いずに直接形成し、
高密度配線を可能とし、耐熱性が著しく優れたＦＰＣの
製造方法を提供するものである。

【０００５】

【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（以下Ｂ
ＰＤＡと略す）と３，３’，４，４’−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸二無水物（以下ＢＴＤＡと略す）及び
／又はピロメリット酸二無水物（以下ＰＭＤＡと略す）
とのモル比（ＢＰＤＡ：ＢＴＤＡ及び／又はＰＭＤＡ）
が１００：０〜３０：７０である芳香族テトラカルボン
酸二無水物成分と、２，２−ビス［４−（４−アミノフ
ェノキシ）フェニル］プロパン（以下ＢＡＰＰと略す）
、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン（以
下ＡＰＢと略す）、Ｐ−フェニレンジアミン（以下ＰＰ
Ｄと略す）の３種の芳香族ジアミンのうち、ＢＡＰＰ及
び／又はＡＰＢ：ＰＰＤのモル比が１００：０〜５０：
５０である芳香族ジアミン成分とから得られるポリアミ
ック酸のワニスを用いて、通常の方法でポリイミドフィ
ルムを作製し、このフィルムに所定の開孔部を設けた後
、ポリイミドフィルム上に形成された回路に位置合わせ
して、加熱・加圧によってポリイミド絶縁フィルムを形
成させることを特徴とする絶縁被覆付フレキシブル印刷
回路板の製造方法である。

【０００６】本発明で用いるポリアミック酸のワニスは
、フィルム形成能があり、金属箔との密着性が優れ、熱
可塑性があればよいが、上述したようなポリアミック酸
を用いるのが最も目的にかなっている。ＢＡＰＰ及び／
又はＡＰＢ：ＰＰＤのモル比が１００：０〜５０：５０
であることが必要であるが、ＢＡＰＰ及び／又はＡＰＢ
の割合が５０以下になると接着性が充分でなくなってし
まう。

【０００７】本発明においては酸二無水物としてその他
の酸、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’−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、３，３’，４，４’
−Ｐ−テルフェニル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。

【０００８】またジアミン成分としてその他のアミン、
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を併用
することがきる。

【０００９】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）０．９
０〜１．００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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】本発明において、ポリイミドフィルムを作
製するには、ポリアミック酸溶液を金属箔や離型フィル
ム等の離型基体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５０〜１０００μｍの均一な厚さに流延塗布する方
法がとられる。

【００１３】加熱によるポリアミック酸溶液の溶媒除去
は、ポリイミド皮膜が形成される以前に、始めから強い
加熱を行うと、粗面となったりひきつったりするので、
加熱は低温から徐々に高くする様にした方が好ましい。 例えば、１００℃から３５０℃まで０．５時間以上かけ
て連続的に加熱する。０．５時間未満であると膜厚にも
よるが、脱溶媒が不充分であったり、イミドの閉環が不
充分で特性が発揮されないことがある。また例えば、１
００℃で３０分、次いで１５０℃で３０分、２００℃で
３０分、２５０℃で３０分、３００℃で３０分、３５０
℃で３０分という具合に段階的に昇温してもよい。加熱
雰囲気も空気中でさしつかえない場合もあるが金属箔と
して銅箔など酸化され易い金属箔を用いる場合は減圧下
ないしは不活性ガスを流しながら非酸化性状態下に行う
方が好ましい。この様にして形成されたポリイミド皮膜
層は一般的に１０〜２００μｍである。

【００１４】一方、離型フィルム上に半硬化状態のポリ
アミック酸フィルムを形成し、次いでイミド化して得る
こともできる。ポリアミック酸フィルムは、離型フィル
ム上端から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、
離型フィルム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。

【００１５】即ち、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。

【００１６】本発明において、ポリイミドフィルムに開
孔部を設ける方法としては、打ち抜き、切断、アルカリ
エッチング、レーザー等を用いることが出来る。

【００１７】本発明において、ポリイミドフィルムと回
路板とを加熱・圧着する条件としては、プレス形式の場
合は３００〜５００℃、５〜１００ｋｇ／ｃｍ２、５〜
３０分、ロール式ラミネータの場合は３００〜５００℃
、１〜５０ｋｇ／ｃｍ、０．１〜１０ｍ／分の条件が適
当であり、特に温度としてはポリイミドフィルムの乾燥
温度より５０〜１００℃高い温度で実施することが望ま
しい。

【００１８】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、ニッケル等の単体の金属箔に
加え、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等の金属
箔が挙げられる。

【００１９】

【作用】本発明は、熱可塑性ポリイミドフィルムを用い
、孔加工を行い、さらに、導体箔導体配線を施した２層
フレキシブル基板上と加熱・圧着することにより、容易
にかつ安価に、生産性・収率よく、接着剤を使用せずに
ポリイミド絶縁フィルムを形成することを特徴とする絶
縁被覆付高耐熱フレキシブル印刷配線板を得ることがで
きる。

【００２０】

【実施例】

（実施例１）温度計、攪拌装置、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ＢＡＰＰ２０．５３ｇ（０．０５モル）、ＡＰ
Ｂ１４．６２ｇ（０．０５モル）をとり、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ＢＰＤＡ２０．６０
ｇ（０．０７モル）、ＢＴＤＡ９．７６ｇ（０．０３モ
ル）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時間撹
拌し反応を終了してポリアミック酸溶液を得た。

【００２１】このポリアミック酸溶液を用い、離型フィ
ルム上にスピンナーで塗布し、加熱・乾燥して、厚みが
５０μｍのポリイミドフィルムを得た。金型を用いて孔
加工を行った後、回路加工された２層フレキシブル印刷
回路板に上記の加工したポリイミドフィルムを重ね合わ
せ、４００℃、４０ｋｇ／ｃｍ２、１５分加熱・圧着を
行い、絶縁被覆を持つ２層回路板を得た。

【００２２】このものの銅箔とのピール強度（測定用に
設けた部分により）、半田耐熱性、銅箔の表面接続部に
おけるしみ出し量を調べた。銅箔とのピール強度はＪＩ
ＳＣ　　５０１６に準拠した方法で、半田耐熱性は３０
０℃に加熱した半田槽に一定時間浮かべ、カバーフィル
ムの剥離の有無で、耐折性についてはＭＩＴ耐折試験０
．８Ｒで銅箔が切断するまでの回数を、しみ出し量につ
いては直径５ｍｍで開口しているべき表面接続用穴の直
径の減少量で調べた。これらの結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】（比較例２）実施例１と同様な装置及び方
法で、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル０．１モ
ルとピロメリット酸二無水物０．１モルからなるポリア
ミック酸溶液を得た。その後は、実施例１と同様の方法
で両面２層基板の作製を試みたが銅箔と熱圧着しても全
く接着しなかった。

【００２５】

【発明の効果】本発明に基づく、接着剤を使用せずに複
数の導体配線の上に直接特定のポリイミド絶縁被覆を形
成したＦＰＣの製造方法によって、高密度の配線が可能
となる。更に接着剤を使用せずにベースフィルム、複数
の導体配線の上にポリイミド絶縁被覆を直接形成するこ
とから、非常に優れた耐熱性及び耐折性を有するＦＰＣ
を製造することができる。

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（以下ＢＰＤＡと略す）と３，３
   ’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
   物（以下ＢＴＤＡと略す）及び／又はピロメリット酸二
   無水物（以下ＰＭＤＡと略す）とのモル比（ＢＰＤＡ：
   ＢＴＤＡ及び／又はＰＭＤＡ）が１００：０〜３０：７
   ０である芳香族テトラカルボン酸二無水物成分と、２，
   ２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プ
   ロパン（以下ＢＡＰＰと略す）、１，３−ビス（３−ア
   ミノフェノキシ）ベンゼン（以下ＡＰＢと略す）、Ｐ−
   フェニレンジアミン（以下ＰＰＤと略す）の３種の芳香
   族ジアミンのうち、ＢＡＰＰ及び／又はＡＰＢ：ＰＰＤ
   のモル比が１００：０〜５０：５０である芳香族ジアミ
   ン成分とから得られるボリアミック酸のワニスを用いて
   、通常の方法でポリイミドフィルムを作製し、このフィ
   ルムに所定の開孔部を設けた後、ポリイミドフィルム上
   に形成された回路に位置合わせして、加熱・加圧によっ
   てポリイミド絶縁フィルムを形成させることを特徴とす
   る絶縁被覆付フレキシブル印刷回路板の製造方法。