JPH0735106B2 - ポリイミドフィルム系フレキシブル印刷回路用基板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプリント回路などに使用される寸法安定性良好
なポリイミドフィルム系フレキシブル印刷回路用基板の
製造方法に関するものである。

（従来の技術と課題） 近年エレクトロニクス製品の軽量化、薄肉化、小型化、
高機能化に伴ない、プリント基板の需要が多くなり、な
かでもフレキシブルプリント基板は、その使用範囲が広
がり、ますますその需要が伸びている。最近はプリント
基板の高機能化が進みファインパターン化し、かつ大型
のものも増加し、その寸法安定性が益々要求されてい
る。

従来、ポリイミドフィルムは吸湿性が大きいので湿度が
高くなると伸び、また金属箔との積層時に走行フィルム
の張力が通常５〜10kgと高くかつ積層用加熱ロールの温
度が高いなどの理由により、寸法安定性の良好な基板が
得られないため印刷回路作成時の寸法精度が保持でき
ず、ファインパターン化および大型のプリント基板の製
造が困難である。また、ポリイミドフィルムのロット間
に寸法収縮率のバラツキもあり、かつ積層条件などによ
り、製造したフレキシブル基板の寸法収縮率のロット間
のバラツキも大きくなり、従って回路設計段階で予め基
板の寸法収縮率を見込んでおいても、基板の歩留りが低
下してしまう。

本発明は上記諸問題を一挙に解決し、寸法安定性の良好
な品質の安定したポリイミドフィルム系フレキブル印刷
回路用基板の製造方法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は、上記課題を解決するために原反フィルム
の物性と前処理条件、積層条件などを鋭意検討した結
果、ポリイミドフィルムの片面または両面に金属箔を硬
化性接着剤で積層する際に、１）ポリイミドフィルムを
予め無機ガスの低温プラズマにより表面処理した後80〜
200℃で熱処理して該フィルムの寸法収縮率を150℃×30
分間熱処理後測定した寸法収縮率で長手方向及び幅方向
共に−0.03％〜＋0.03％にすること。

（２）ポリイミドフィルムと金属箔とを積層用加熱ロー
ルで積層する際のフィルムの張力をフィルム幅500mm換
算で0.5〜2kgとすることおよびフィルム側加熱ロール温
度を60〜120℃とすること。

により印刷回路作成時（エッチング、カバーレイフィル
ム積層、半田処理等の各行程）に寸法変化の著しく少な
く、かつバラツキの小さいフレキシブル印刷回路用基板
を製造する方法を見出し本発明を完成するに至った。

次に本発明を詳細に説明する。

まず本発明に使用するポリイミドフィルムは市販品でよ
く、厚さ12.5〜125μｍ、幅500〜1016mmが一般的であ
る。ポリイミドフィルムは吸湿し易く、また、流延法な
どで加熱縮合反応により製造されるので、市販品は寸法
収縮率が大きく、フィルムロール毎にそのバラツキも大
きい。

（ちなみに、市販ポリイミドフィルムの厚さ（μｍ）別
寸法収縮率（％×10^-2）の平均値（ｎ＝５）を示すと、 従って、そのまま金属箔と積層すると積層品の寸法収縮
率とそのバラツキが大きくなりがちである。そこで本発
明では、積層前のポリイミドフィルム原反の寸法収縮率
を小さくして解決した。すなわち、該フィルムを予め、
無機ガスの低温プラズマにより表面処理をした後、80〜
200℃で充分熱処理する。ここにいう該フィルムの寸法
収縮率は、IPCFC241の方法に準じて150℃×30分熱処理
後測定し、長手方向および幅方向の寸法収縮率を共に−
0.03％〜＋0.03％にすることが必要である。

この低温プラズマによる表面処理方法としては、減圧可
能な低温プラズマ処理装置内にポリイミドフィルムを通
し、装置内を無機ガスの雰囲気とし、圧力を0.001〜10
トル、好ましくは0.01〜１トルに保持した状態で、電極
間に0.1〜10KV前後の直流あるいは交流を印加してグロ
ー放電させることにより、無機ガスの低温プラズマを発
生させ、ポリイミドフィルムを移動させながら、表面を
連続的にプラズマ処理する。該処理時間は、概ね0.1〜1
00秒とするのが良い。無機ガスとしては、ヘリウム、ネ
オン、アルゴンなどの不活性ガス、酸素、窒素、一酸化
炭素、空気などが使用される。また、熱処理については
低温プラズマ処理した後に行い、熱風循環式のオーブ
ン、赤外線ヒーターなどにより温度80〜200℃で熱処理
する。乾燥により水分の除去、ヒズミの除去などを充分
行なう。次に、低温プラズマ処理及び熱処理済み（以下
前処理済みという）のポリイミドフィルムと金属箔との
積層方法について説明する。

一般的には、ポリイミドフィルムに熱硬化性接着剤をロ
ールコーターなどより塗布し、インラインのドライヤー
で溶剤を蒸発除去し、半硬化の状態にした後、加熱した
熱ロールにより金属箔と熱圧着することにより連続的に
積層フィルムを製造する。本発明では、この半硬化の接
着剤付ポリイミドフィルムと金属箔との積層工程におい
て、フィルムの張力をフィルム幅500mm換算で0.5〜2kg
と低く抑え、かつフィルム側加熱ロールの温度を60〜12
0℃として積層を低張力、低温度で行ない、前処理済み
ポリイミドフィルムの伸びを少なくした状態で積層する
ため、金属箔にシワを発生させず、寸法安定性および外
観などに優れたフレキシブル印刷回路用基板を製造する
ことができる。。なおこの際フィルムの張力が2kgを越
えると特に12.5μｍ、25μｍなどの薄いフィルムでは積
層前に伸びが生じ、印刷回路作成時の寸法収縮率の絶対
値が悪くなり、バラツキも広がる。0.5kg未満にすると
フィルムの走行性が安定せずフィルムが蛇行し、貼り合
わせが容易でなく、またフィルムがたわみ接着剤が均一
に施工できなくなる。また、フィルム側加熱ロール温度
についても120℃以上になると、寸法収縮率が大きくな
り、シワが発生しやすい。また、60℃以下では接着剤の
粘性や流れなどが不足して積層が不十分となり、引き剥
がし強さが向上しない。以上の様にして積層した基板
は、接着剤を硬化し物性を向上させるために80〜200℃
で１〜数10時間キュアーオーブン中などで加熱キュアー
する。

さらに、ポリイミドフィルムと金属箔とを張合わせる熱
硬化型耐熱性接着剤としては、接着強度が高く、かつ、
半田などの使用に耐える耐熱性が必要とされ、これには
エポキシ樹脂、NBR−フェノール系樹脂、フェノール−
ブチラール系樹脂、エポキシ−NBR系樹脂、エポキシ−
フェノール系樹脂、エポキシ−ナイロン系樹脂、エポキ
シ−ポリエステル系樹脂、エポキシ−アクリル系樹脂、
アクリル系樹脂、ポリアミド−エポキシ−フェノール系
樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂などが例示
される。接着剤層の厚さは５〜30μｍが好ましい。

次に金属箔としては、銅箔、アルミニウム箔、鉄箔、ニ
ッケル箔などを挙げることができる。一般に、印刷回路
用としては銅箔が主で圧延および電解銅箔の厚みが18〜
70μｍのものが使用される。

以下、本発明の具体的態様を実施例および比較例を挙げ
て説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。

（実施例１〜３） 厚さ12.5μｍで幅508mmのポリイミドフィルム（商品名
カプトン、東レ・デュポン社製）を連続プラズマ処理装
置により低温プラズマ処理を行った。処理条件は、真空
度0.1トル下、酸素流量を1.01/min.で供給し、印加電圧
2Kv、周波数110KHzで30Kwの電力を入力した。プラズマ
発生装置は、電極４本を円筒状に配置し、電極の外側40
mmの距離でフィルムを電極の外周に沿って50m/min.の速
度で移動させ処理した。プラズマ処理後熱処理は、500m
巻ロールフィルムを第１表に示す温度で12時間処理し
た。これらの処理を施したポリイミドフィルム各々につ
いてその収縮率を測定し第１表に示す。次に、前処理済
みフィルム各々についてエポキシ−フェノール系接着剤
を乾燥後の厚さが18μｍになるようにロールコーターに
て塗布し、インラインドライヤーを通して溶剤を除去
し、接着剤の半硬化後、35μｍの電解銅箔と第１表に示
したフィルム張力および積層用加熱ロール温度にて線圧
20Kg/m、ラインスピード3m/minで加熱圧着し、ロール状
に巻き取る。また、両面品については、再度、上記工程
を通じ、片面品のポリイミド面に接着剤を塗布し、乾燥
後銅箔を張合わせる。次に、これら片面品および両面品
の基板中間品を熱風循環式キュアーオーブンにセット
し、80℃×3Hrsおよび160℃×5Hrsで加熱硬化した後冷
却した。この製品基板の寸法収縮率、その他の物性を測
定し第１表に示した。

（実施例４〜７） 厚さ12.5μｍに代えて25.0μｍのポリイミドフィルムを
使用した他は実施例１〜３のようにフィルム前処理、銅
箔積層、キュアーの各工程を通し、基板物性を測定して
第１表に示した。

（比較例１〜15） 比較例としてポリイミドフィルムの未処理品、プラズマ
単独処理品、熱処理単独処理品、積層時の張力の高い条
件、積層温度の高い条件などについても併せて実施し
た。処理条件と基板物性を第１表に示した。

次に、本発明で使用した基板物性測定方法は下記の通り
である。

（物性測定方法） １）ポリイミドフィルムの寸法収縮率 IPCFC241に準じポリイミドフィルムの熱処理前後の寸法
収縮率を測定する。熱処理条件は、150℃×30分とす
る。

２）フレキシブル印刷回路用基板の寸法収縮率及びその
バラツキIPC FC241に準じ、エッチングにより銅箔を除
去し、かつ熱処理（150℃×30分）後の寸法収縮率を20
箇所測定して平均値をとった。また、バラツキは20個の
測定値の最大値と最小値の差を表した。

３）外観検査 ○：シワの発生なし。カールなし。

×：シワの発生あり。カールあり。

△：シワ、カール共に若干あり。

４）引き剥がし強さ JIS C−6481に準ずる。

５）半田耐熱性 JIS C−6481に準ずる。

）６）総合評価 フレキシブル印刷回路用基板の物性において、引き剥し
強さ、半田耐熱性、寸法安定性及びそのバラツキ並びに
外観（皺、カール）の全体面から見て評価した。

○：良、△：可、×：不可、 （発明の効果） 本発明によれば、寸法安定性良好なすなわち寸法収縮率
が小さく、そのバラツキの小さい、またカール及びしわ
のないフレキシブル印刷回路用基板を製造することが可
能で、プリント回路作成時のエッチング、カバーレイフ
ィルム積層および半田処理各工程における寸法精度が維
持され、歩留りも高く、産業上極めて高い利用価値を有
する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−218789（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−182942（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリイミドフィルムの片面または両面に金
   属箔を硬化性接着剤で積層する際に、 （１）ポリイミドフィルムを予め無機ガスの低温プラズ
   マにより表面処理した後80〜200℃で熱処理して該フィ
   ルムの寸法収縮率を、150℃×30分間熱処理後測定した
   寸法収縮率で長手方向および幅方向共に−0.03％〜＋0.
   03％にすること、 （２）ポリイミドフィルムと金属箔とを積層用加熱ロー
   ルで積層する際のフィルムの張力をフィルム幅500mm換
   算で0.5〜2kgとすることおよびフィルム側加熱ロール温
   度を60〜120℃とすること、を特徴とするポリイミドフ
   ィルム系フレキシブル印刷回路用基板の製造方法。