JPH0812780A

JPH0812780A - ポリイミドフィルムの接着性改善方法及び接着性を改善したポリイミドフィルム

Info

Publication number: JPH0812780A
Application number: JP17211494A
Authority: JP
Inventors: Masao Nakada; 雅郎中田; Kosuke Kataoka; 孝介片岡; Yoshihide Onari; 義秀大成; Kosaku Nagano; 広作永野
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1996-01-16

Abstract

(57)【要約】【目的】フィルム表面を安定的に親水化し、優れた接
着性改善効果を得ることのできるポリイミドフィルムの
接着性改善方法及び接着性を改善したポリイミドフィル
ムを提供することを目的とする。【構成】ポリイミドフィルム２６を一定のラインスピ
ードで走行させ、アルカリ溶液槽１２にてアルカリ溶液
に浸漬した後、次いで洗浄槽１４にて表面のアルカリ溶
液を洗い落とし、フィルム表面の余分な水分を乾燥炉１
６において乾燥させ、その後、コロナ放電処理装置１８
に導入してコロナ放電処理を施すことにより、安定的に
優れたポリイミドフィルムの接着性改善効果が得られ
た。かかる方法により表面処理されたポリイミドフィル
ムは、表面脆弱層及び汚染層が除去され、親水化された
フィルム表面を有し、優れた接着性を示すものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリイミドフィルムの
接着性改善方法及び接着性を改善したポリイミドフィル
ムに関し、更に詳しくは接着剤に影響を与えず、安定的
に優れた接着性改善効果が得られるポリイミドフィルム
の接着性改善方法及びかかる接着性改善方法により接着
性を改善したポリイミドフィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、ポリイミドフィルムは、接着剤を
用いて金属箔（主に銅箔）と張り合わせたり、蒸着法、
メッキ法、又はスパッタ法によりフィルム層と金属層か
らなる積層板に加工したりして、ＦＰＣ（フレキシブル
プリント配線板）のベースフィルムとして使用される。
ところが、従来のポリイミドフィルムは表面の接着性に
乏しいことが問題になっており、そのままでは製品の不
良を生じる原因となる。このため、ポリイミドフィルム
は、その表面の接着性を改善することを目的に、コロナ
放電処理を施して使用されている。

【０００３】すなわち、ポリイミドフィルムの表面の接
着性が乏しいのは、フィルム表面の溌水性が高いためで
あると考えられることから、フィルム表面にコロナ放電
処理を施すことにより、表面に親水性を付与し接着性を
改善するのである。コロナ放電処理によって表面の親水
性が上がる理由は、フィルム表面が酸化されてフィルム
表面に水酸基、カルボン酸基、カルボニル基等の親水性
を示す官能基が新たに生じるためとされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ポリイミド
フィルムは溶液キャスト法で縮合重合により得られる
が、その表面は安定剤、添加剤等を混入した場合には、
これらが優先的にブリードし、表面脆弱層（ＷＢＬ；We
ak Boundary Layer ）を形成することや、この他にもＷ
ＢＬ形成物としてオリゴマー等の低分子重合体の表面へ
の移行が加速される場合があることが学術的に知られて
いる。また、製膜工程中の設備から発生したり、大気中
に存在する油分等の汚染物質がフィルムに付着し、汚染
層を形成する場合も考えられる。

【０００５】これらの層の形成がポリイミドフィルムの
表面特性を決定し、その接着性を阻害する要因となるケ
ースが考えられる。また、このようにポリイミドフィル
ムの表面にＷＢＬや汚染層が形成されていると、かかる
層の上からコロナ放電処理を施したところで、コロナ放
電処理により親水性の付与された表面は脆く剥離しやす
いため、本質的に接着力を向上させることはできない。

【０００６】特に、ポリイミドフィルムの表面は製膜時
の条件によって表面特性が著しく変化するものであり、
例えば、同時に製造した同じ特性のフィルムであって
も、製膜時の条件によってＷＢＬや汚染層の形成が著し
くなる場合とそうでない場合がある。そのため、ポリイ
ミドフィルムの表面に同じ条件でコロナ放電処理を施し
ても、充分な処理効果が得られない場合があり、安定し
た表面改質を達成することは難しいという問題がある。

【０００７】そこで、本発明者らは、上記問題点を解決
し、フィルム表面を安定的に親水化し、優れた接着性改
善効果を得ることのできるポリイミドフィルムの接着性
改善方法及び接着性を改善したポリイミドフィルムを提
供することを目的に鋭意研究を重ねた結果、本発明に至
ったのである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るポリイミド
フィルムの接着性改善方法の要旨とするところは、ポリ
イミドフィルムの表面をアルカリ処理した後、コロナ放
電処理を行うことにある。

【０００９】かかるポリイミドフィルムの接着性改善方
法において、ポリイミドフィルムの表面にアルカリ溶液
を接触させるアルカリ処理工程と、該アルカリ溶液をフ
ィルム表面から除去する洗浄工程と、フィルムを乾燥さ
せる乾燥工程と、コロナ放電処理を行うコロナ放電処理
工程を順次行うことにある。

【００１０】特には、前記アルカリ処理工程が、５wt％
水酸化ナトリウム水溶液に１〜６０秒間、好ましくは１
０〜３０秒間浸漬させることにある。

【００１１】次に、本発明に係る接着性を改善したポリ
イミドフィルムの要旨とするところは、ポリイミドフィ
ルムの表面をアルカリ処理した後、コロナ放電処理を行
うことにより、表面脆弱層及び汚染層が除去され、親水
化されたフィルム表面を有することにある。

【００１２】

【作用】本発明に係るポリイミドフィルムの接着性改善
方法は、ポリイミドフィルムの表面をアルカリ処理した
後、コロナ放電処理を行うことを特徴とし、フィルム表
面をアルカリ処理することにより、ポリイミドフィルム
の表面に形成されているＷＢＬや汚染層を除去すること
ができる。その後、コロナ放電処理を施すことにより、
清浄化されたフィルム表面に親水性を付与することがで
き、フィルム表面を安定的に親水化し、安定して優れた
接着性改善効果を得ることができる。

【００１３】ここで、アルカリ処理工程において、ポリ
イミドフィルムの表面にアルカリ溶液を接触させること
により、ポリイミドフィルムの表面に形成されているＷ
ＢＬや汚染層を除去することができるが、一般にポリイ
ミドフィルムはアルカリ溶液に対して耐薬品性が乏し
く、フィルム表面が長時間アルカリ溶液に接触している
とフィルム母材をも劣化させてしまうおそれがある。ま
た、フィルム表面のアルカリ溶液が濃縮されてフィルム
母材を浸食したり、フィルム表面に無機塩が析出してフ
ィルム表面の新たな汚染層となるおそれもある。そのた
め、アルカリ処理工程によりＷＢＬや汚染層を除去した
後は、速やかにフィルム表面のアルカリ溶液を洗浄除去
する必要がある。そこで、アルカリ処理工程の後、洗浄
工程を設けてフィルム表面に付着しているアルカリ溶液
を除去し、フィルムを乾燥させた後、コロナ放電処理工
程を行うことにより、清浄化されたフィルム表面にコロ
ナ放電処理を施すことができる。

【００１４】特には、かかるポリイミドフィルムの接着
性改善方法において、アルカリ処理工程を、５wt％水酸
化ナトリウム水溶液に１〜６０秒間、好ましくは１０〜
３０秒間浸漬させるとすることにより、処理条件の適正
化を図り、フィルム母材を劣化させることなく、表面の
ＷＢＬや汚染層のみを除去することができる。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明に係るポリイミドフィルムの
接着性改善方法を、図面に基づいて詳細に説明する。こ
こでいうポリイミドフィルムは、厚み数μｍの薄膜か
ら、厚み数百μｍのシート状物も含めて広義のフィルム
を意味し、ポリイミドフィルムの分子構造は問わない。

【００１６】かかるポリイミドフィルムの接着性改善方
法は、アルカリ処理を行った後にコロナ放電処理を行う
ことを特徴とし、例えば、図１に示す表面処理装置１０
を用いて実施することができる。かかる表面処理装置１
０は、アルカリ処理工程のためのアルカリ溶液槽１２、
次いでアルカリ溶液を洗浄するための洗浄槽１４、該処
理工程によりフィルム表面に付着した余分な水分を除去
するための乾燥炉１６、及びコロナ放電処理装置１８と
から構成されている。更に、繰り出し装置２０、巻取り
装置２２、フリーロール２４を備え、装置１０において
繰り出し装置２０から巻取り装置２２へポリイミドフィ
ルム２６を走行させると、アルカリ処理工程から洗浄工
程、乾燥工程を経てコロナ放電処理工程へ連続的に実施
できるように構成されている。

【００１７】かかる装置１０において、ポリイミドフィ
ルム２６を一定のラインスピードで走行させると、まず
繰り出し装置２０から送り出されたポリイミドフィルム
２６は、フリーロール２４によってアルカリ溶液槽１２
に導かれ、アルカリ溶液に浸漬される。そして一定時間
アルカリ溶液に浸漬された後、次いで洗浄槽１４に導か
れて表面のアルカリ溶液が洗い落とされる。なお、アル
カリ溶液に浸漬させる時間（処理時間）はポリイミドフ
ィルム２６を走行させるラインスピードとアルカリ溶液
槽１２の大きさにより調整することができる。

【００１８】アルカリ溶液としては、ＰＨ７以上の溶液
であれば特に限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物や水酸化バリウ
ムなどの強アルカリの水溶液が好ましく用いられる。ア
ルカリ溶液の濃度は特に限定されないが、１〜１０wt％
程度が好ましい。また、フィルム母材を劣化することな
く表面のＷＢＬや汚染層のみを除去するためには、処理
時間の設定が重要であり、フィルムをアルカリ溶液中に
長時間浸漬させると、表面のＷＢＬや汚染層を除去する
だけでなくフィルム母材をも劣化させてしまうことにな
るので注意を要する。処理時間は、アルカリ溶液の種類
や濃度によって異なり、適宜設定する必要があるが、例
えば、５wt％水酸化ナトリウム水溶液の場合は、１〜６
０秒間、好ましくは１０〜３０秒間浸漬させることによ
り効果的にＷＢＬや汚染層を除去することができる。

【００１９】かかるアルカリ処理工程においては、上記
１〜１０wt％程度に調整した強アルカリの水溶液に浸漬
させるだけでＷＢＬや汚染層を除去することができる
が、アルカリ条件が弱く長時間の浸漬が必要な場合や、
もっと短時間での処理を行いたい場合は、アルカリ溶液
槽内において、フィルム表面に傷を与えず外観を阻害し
ないような不織布等の基材でフィルム表面を擦るように
してフィルム表面に物理的機械力を加えたり、アルカリ
溶液がフィルム表面にいきおいよく当たるように水流を
つくるようにしてもよい。

【００２０】なお、フィルムをアルカリ溶液から取り出
した後は、速やかにフィルム表面のアルカリ溶液を除去
するのが好ましく、アルカリ処理工程後の洗浄工程が設
けられる。かかる洗浄工程において、フィルム表面から
アルカリ溶液を除去するまでは、フィルム表面にアルカ
リ溶液が接触していることとなり、実質的に処理時間が
長くなってしまうため、速やかに洗浄を行うのが好まし
い。また、フィルム表面のアルカリ溶液が濃縮されてフ
ィルム母材に悪影響を及ぼしたり、フィルム表面に無機
塩が析出したりするおそれもあるので、かかる洗浄工程
にてフィルム表面に付着しているアルカリ溶液を速やか
に洗い落とす必要がある。

【００２１】洗浄槽１４には清浄な水が満たされてお
り、フィルムを洗浄槽１４に導いて水中に浸漬させるこ
とにより、フィルム表面からアルカリ溶液を洗い流すこ
とができる。洗浄槽１４内の水は溜水でもよいが、特に
は流水の方が洗浄効果が高く好ましい。また、洗浄槽１
４に、酢酸等のフィルム母材に対して悪影響を及ぼさな
い酸性溶液を入れておき、フィルム表面のアルカリ溶液
を中和して洗浄するようにしてもよい。アルカリ溶液を
中和処理することにより、フィルム表面から短時間でア
ルカリ除去を行うことができる。なお、酸性溶液として
は特に制限するものではないが、酢酸はフィルム形成時
にも使用していることからフィルム母材へ悪影響を及ぼ
す心配がなく好ましい。また、図２に示すような表面処
理装置２８により、アルカリ溶液槽１２においてアルカ
リ処理工程を行った後、まず酢酸等の酸を入れた中和洗
浄槽３０で中和処理した後、水洗浄槽３２でフィルム表
面を洗浄するようにしてもよい。また、洗浄槽１４、３
０、３２の代わりにシャワー等を用いてフィルム表面に
水又は酢酸等を吹き付けることにより、アルカリ溶液を
洗い流すようにしてもよい。

【００２２】その後、フィルム表面の余分な水分を取り
除き、乾燥炉１６において乾燥させる工程が行われる。
このようにアルカリ処理工程、洗浄工程、乾燥工程を行
うことにより、フィルム表面のＷＢＬや汚染層を除去
し、フィルム表面を清浄化することができるのである。

【００２３】次に、上記処理工程により表面が清浄化さ
れたポリイミドフィルム２６は、コロナ放電処理装置１
８に導入され、コロナ放電処理が施される。コロナ放電
処理装置１８は、高度に絶縁されたロール３４とロール
３４に近接させて配置した線条のコロナ電極３６を備え
ている。コロナ電極３６はコロナ処理をすべき長さ、換
言すればほぼ高分子フィルムの幅に形成されていて、複
数の碍子３８を介してフレーム４０に固定されている。
かかるコロナ放電処理装置１８において、ポリイミドフ
ィルム２６はロール３４上を通るようになっていて、コ
ロナ電極３６に高エネルギーを作用させるとコロナ電極
３６からコロナ放電が起こる。従って、ロール３４上を
通されたポリイミドフィルム２６の上面にコロナ放電処
理を施すことができる。また、図３に示すような２つの
ロール３４に相対向して線条のコロナ電極３６を配置し
たコロナ放電処理装置４２により、フィルム両面にコロ
ナ放電処理を施すようにすることもできる。コロナ放電
処理の電力密度は１０〜３００Ｗ・min ／ｍ²にするこ
とが好ましく、フィルムの種類や厚さ等により経験的に
適宜設定される。

【００２４】なお、コロナ放電処理を行う際、フィルム
の熱膨張により生じる皺を防ぐため、フィルムの幅方向
に伸びを付与した後、コロナ放電処理を１回又は複数回
にわたって施してもよい。また、コロナ放電処理に引き
続いて、フィルムに帯電した静電気の極性と逆極性のイ
オンを有するイオン化ガスを該フィルムに吹き付けて、
静電気を除電すると同時に付着した微粉末を除去するよ
うにしてもよい。

【００２５】かかる処理工程により、フィルム表面を酸
化させてフィルム表面に水酸基、カルボン酸基、カルボ
ニル基等の親水性官能基を形成することができ、フィル
ム表面の親水性が向上される。

【００２６】このようにして、アルカリ処理を行った
後、連続してコロナ放電処理を行うことにより、清浄化
されたフィルム表面に親水性官能基を導入することがで
きる。その結果、フィルム表面を安定的に親水化し、安
定して優れた接着性改善効果を得ることができるのであ
る。

【００２７】以上、本発明に係るポリイミドフィルムの
接着性改善方法の実施例を説明したが、アルカリ処理工
程において、フィルム表面の両面又は片面にアルカリ溶
液を均等に吹き付け、フィルム表面がアルカリ溶液で濡
らされた状態で保持し、所定時間経過した後、洗浄槽に
てアルカリ溶液を洗い落とすようにしてもよい。この場
合の装置としては、図４に示すようなアルカリ溶液を吹
き付けるノズル４４をフィルムの両側又は片側に配置し
た処理装置４６が考えられ、ノズル４４はアルカリ溶液
槽１２から循環ポンプ４８、フィルター５０を介して設
けられている。このように構成することにより吹き付け
たアルカリ溶液を繰り返し使用することができる。尚、
処理時間はノズル４４及び洗浄槽１４の位置とラインス
ピードにより調整することができる。

【００２８】また、上述のようにアルカリ処理とコロナ
放電処理を連続的に行わずに、別工程で実施するように
してもよい。その他、本発明はこれらの実施例のみに限
定されるものではなく、本発明はその趣旨を逸脱しない
範囲内で当業者の知識に基づき、種々なる改良、変更、
修正を加えた態様で実施しうるものである。

【００２９】なお、かかるポリイミドフィルムの接着性
改善方法により表面処理されたポリイミドフィルムは、
表面脆弱層及び汚染層が除去され、安定的に親水化され
たフィルム表面を有するので、従来のコロナ放電処理の
みによって表面処理されたポリイミドフィルムに比べて
優れた接着性を示し、接着剤を用いてフィルムと金属箔
（銅箔等）とを強固に張り合わせることができる。ま
た、蒸着法、メッキ法、又はスパッタ法によってもフィ
ルム表面に均一に金属層を形成することができる。すな
わち、本発明に係る接着性を改善したポリイミドフィル
ムは、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）のベース
フィルムとして好適に使用することができるものであ
る。

【００３０】以下に実施例により本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例によって限定される
ものではない。

【００３１】実施例１図１に示す装置を用い、４，４’−ジアミノジフェニル
エーテルに代表される芳香族ジアミンとピロメリット酸
二無水物に代表される芳香族テトラカルボン酸二無水物
とから公知の方法で得られた２５μｍ厚のポリイミドフ
ィルムを用いて、アルカリ処理とコロナ放電処理を連続
的に行い、ポリイミドフィルムの表面処理を行った。処
理条件はラインスピードを３ｍ／min とし、アルカリ処
理部では５wt％の水酸化ナトリウム水溶液を使用し、浸
漬時間が１０秒になるよう調整した。その後、洗浄槽で
水洗し、フィルム表面の余分な水分を取り除き、乾燥炉
で１００℃×３０秒乾燥させた。コロナ放電処理はアル
ミニウム電極を用いて、電力密度を２２０Ｗ・min ／ｍ
²で処理した。

【００３２】このように処理したポリイミドフィルムに
ついて、以下の方法で接着強度の評価を行った。アクリ
ル系接着剤（デュポン（株）製 "パイララックス”）を
用いて上記処理フィルムと銅箔（三井金属鉱業（株）製
電解銅箔 "３ＥＣ”３５μｍ厚）とをラミネートし、１
８５℃×１時間で接着剤の硬化反応を行い、ＦＣＣＬ
（フィルム・銅箔積層板）を作製した。得られたＦＣＣ
Ｌの銅パターン幅が３mmとなるようサンプルを切り出
し、引張試験器（島津製作所（株）製 "Ｓ−１００−
Ｃ”）によりピールテストスピード５０mm／min で９０
°剥離の引張試験を行った。ｎ＝５の平均値による測定
結果を表１に示す。なお、引き剥がし後の破壊面は、す
べてフィルム／接着剤界面で発生した。

【００３３】

【表１】

【００３４】比較例１比較のために、実施例１で使用した２５μｍ厚のポリイ
ミドフィルムについて、表面処理を施さずに用い、実施
例１と同様にして接着強度を評価した。ｎ＝５の平均値
による測定結果を表１に示す。なお、引き剥がし後の破
壊面は、すべてフィルム／接着剤界面で発生した。

【００３５】比較例２比較のために、実施例１で使用した２５μｍ厚のポリイ
ミドフィルムについて、コロナ放電処理のみを施して用
い、実施例１と同様にして接着強度を評価した。コロナ
放電処理は実施例１と同様、アルミニウム電極を用い
て、電力密度を２２０Ｗ・min ／ｍ²で処理した。ｎ＝
５の平均値による測定結果を表１に示す。なお、引き剥
がし後の破壊面は、すべてフィルム／接着剤界面で発生
した。

【００３６】

【発明の効果】本発明に係るポリイミドフィルムの接着
性改善方法は、アルカリ処理をした後、コロナ放電処理
を行うことを特徴とし、かかる方法によりＷＢＬや汚染
層を除去した後、清浄化されたフィルム表面に親水性官
能基を導入することができる。その結果、フィルム表面
を安定的に親水化し、優れた接着性改善効果を得ること
ができる。かかるポリイミドフィルムの接着性改善方法
により接着性を改善したポリイミドフィルムは、フィル
ム表面が安定的に親水化されているため、優れた接着性
を示し、ＦＰＣのベースフィルムとして好適に使用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るポリイミドフィルムの接着性改善
方法を実施するための表面処理装置を示した説明図であ
る。

【図２】本発明に係るポリイミドフィルムの接着性改善
方法を実施するための他の表面処理装置を示した説明図
である。

【図３】本発明におけるコロナ放電処理工程を行うため
の他のコロナ放電処理装置を示した説明図である。

【図４】本発明に係るポリイミドフィルムの接着性改善
方法を実施するための他の表面処理装置を示した説明図
である。

【符号の説明】

１０、２８、４６；表面処理装置１２；アルカリ溶液槽１４、３０、３２；洗浄槽（水洗浄槽又は中和洗浄槽）１６；乾燥炉１８、４２；コロナ放電処理装置２０；繰り出し装置２２；巻取り装置２４；フリーロール２６；ポリイミドフィルム３６；コロナ電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイミドフィルムの表面をアルカリ処
理した後、コロナ放電処理を行うことを特徴とするポリ
イミドフィルムの接着性改善方法。
【請求項２】ポリイミドフィルムの表面にアルカリ溶
液を接触させるアルカリ処理工程と、該アルカリ溶液を
フィルム表面から除去する洗浄工程と、フィルムを乾燥
させる乾燥工程と、コロナ放電処理を行うコロナ放電処
理工程を順次行うことを特徴とする請求項１に記載する
ポリイミドフィルムの接着性改善方法。
【請求項３】前記アルカリ処理工程が、５wt％水酸化
ナトリウム水溶液に１〜６０秒間、好ましくは１０〜３
０秒間浸漬させることを特徴とする請求項１又は請求項
２に記載するポリイミドフィルムの接着性改善方法。
【請求項４】ポリイミドフィルムの表面をアルカリ処
理した後、コロナ放電処理を行うことにより、表面脆弱
層及び汚染層が除去され、親水化されたフィルム表面を
有することを特徴とする接着性を改善したポリイミドフ
ィルム。