JPS63258097A - フレキシブル印刷配線板の製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明はフレキシブル印刷配線板の製造方法に関し、
より詳細には、耐熱性、電気特性、機械特性に優れ、カ
ールの程度が少ないフレキシブル印刷配線板の製造方法
に関するものである。

〈従来の技術と発明が解決しようとする問題点〉フレキ
シブル印刷配線板は、通常の電線や、硬質基板に比べて
、小型軽量化、配線レイアウトの単純化、配線作業の簡
素化、回路特性および信頼性の向上等が可能であること
から、電子卓上計算機、電話機、カメラの内部配線、或
いは自動車の配線パネル等に広く使用されている。

上記フレキシブル印刷配線板は、可撓性を有する絶縁ベ
ースフィルムの片面または両面に、接着剤を介して１オ
ンス（約３５μｌ）銅箔ないしは１／２オンス銅箔から
なる金属薄膜を張り合わせ、この金属薄膜にエツチング
等によって導体回路を作成して回路基板となしている。

しかしながら、上記の方法によると、金属薄膜と絶縁ベ
ースフィルムとの間に接着剤層が介在するので、フレキ
シブル印刷配線板を薄肉化することが困難であるだけで
なく、屈曲性が劣るという問題がある。

一方、フレキシブル印刷配線板の諮要、用途が拡大する
につれて、印刷配線板の薄肉化とカールの防止という相
反する特性と共に、屈曲性のより優れたものが必要とさ
れている。

上記要請に応えるため、フレキシブル印刷配線板を薄肉
化すると共に該印刷配線板がカールするのを防止するた
め、金属薄膜に芳香族ポリアミドカルボン酸溶液を直接
塗布し、１００℃以下の温度にて少なくとも５０重量％
の溶媒の除去した後、残りの溶媒の加熱除去及びイミド
化を行なったり、特定の芳香族ポリイミドのハロゲン化
フェノール系溶媒溶液を金属薄膜に塗布し溶媒を加熱除
去する方法等が提案されている（特開昭５８−１９００
９２号公報、特開昭５ｆｔ−１９００９３号公報）。

」１記の技術によれば、基板自体のカールの程度を成る
程度軽微することができるものの、上記基板の金属薄膜
を樹脂やフィルム等で被覆し、導体回路を保護したフレ
キシブル印刷配線板を得ようとすると、カールの発生を
防止することを目的とするにも拘らず、再びフレキシブ
ル印刷配線板かカールしてしまい、各トＦ機器への装ｊ
ｆ？作業が煩雑化するという問題がある。

〈発明の目的〉 この発明は」二記問題点に鑑みてなされたものであり、
金属薄膜にポリイミド層を形成する際、基板がカールす
ることを積極的に利用しつつ、薄肉化が可能で、可撓性
に優れると共にカールが少なく、各種機器への装着作業
を容易に行なえるフレキシブル印刷配線板の製造方法を
提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段および作用〉上記目的を
達成するため、この発明のフレキシブル印刷配線板の製
造方法は、金属薄膜にポリイミド層を形成してカールし
た基板を得ると共に、上記金属薄膜に導体回路を形成し
、上記金属薄膜をフィルムオーバレイまたはオーバーコ
ートすることを特徴とするものである。

上記の構成のフレキシブル印刷配線板の製造方法によれ
ば、金属薄膜にポリイミド層を形成するので、金属薄膜
とポリイミド層との間には接着剤層が介在せず、薄肉化
することができると共に、耐熱性、屈曲性の優れた基板
を形成することができる。しかも、金属薄膜にポリイミ
ド層を形成して意図的にカールした基板を得ると共に、
金属薄膜に導体回路を形成した後、導体回路を保護する
ため、ポリイミド層側とは反対側の上記金属薄膜側をフ
ィルムオーバレイまたはオーバーコートするので、上記
フィルムオーバレイ、オーバコート形成時の収縮に伴い
基板のカール方向とは逆方向に収縮力が作用し、カール
の少ないフレキシブル印刷配線板を形成することができ
る。

以下に、この発明を添付図面に基づき詳細に説明する。

第１図Ａは、この発明のフレキシブル印刷配線板の製造
方法において使用される回路基板（Ｐ）の−例を示す要
部拡大図面であり、上記回路基板（Ｐ）は、銅箔等の金
属薄膜（２）にポリイミド層（１）を形成して基板を得
るとともに、上記金属薄膜（２）に、エツチング等の手
段による所望の回路パターンを有する導体回路を形成す
ることにより作製されている。

上記ポリイミド層（１）は、種々の方法により形成する
ことができ、例えば、ポリイミドの溶液を金属薄膜（２
）に塗布し、乾燥させる方法や、ポリアミドカルボン酸
の溶液を金属薄膜（２）に塗布した後、加熱してイミド
化することにより形成することかできる。また、上記ポ
リアミドカルボン酸を用いる場合、ジフェニルエーテル
−４，４゛−ジイソンアネ−１・等のジイソシアネート
化合物を併用し、加熱することによりポリアミドカルボ
ン酸の未閉環部を閉環させてポリイミド層を形成しても
よい。

上記ポリイミドおよびポリアミドカルボン酸としては、
種々のものが使用し得るが、芳香族テトラカルボン酸ま
たはその無水物と、芳香族ポリアミン、特に芳香族ジア
ミンとの反応により得られる芳香族ポリイミドおよび芳
香族ポリアミドカルボン酸が好ましい。上記芳香族テト
ラカルボン酸としては、ピロメリット酸、３．３”、４
．４−−ビフェニルテトラカルボン酸、２，３．３−。

４−一ビフェニルテトラカルボン酸等のビフェニルテト
ラカルボン酸、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフ
ェニル）プロパン、３．３−．４゜４゛−ジフェニルエ
ーテルテトラカルボン酸、２゜３．３−．４−−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸、３．３”、４．４−−ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸等のベンゾフェノンテトラ
カルボン酸またはこれらの酸無水物が例示される。上記
芳香族テトラカルボン酸のうち、ビフェニルテトラカル
ボン酸またはその無水物、中でも３．３”、４゜４′−
ビフェニルテトラカルボン酸とその無水物か好ましい。

また、上記芳香族テトラカルボン酸は、一種または二種
以上混合して用いられる。なお、ビフェニルテトラカル
ボン酸またはその無水物と他の芳香族テトラカルボン酸
またはその無水物とを併用する場合、他の芳香族テトラ
カルボン酸またはその無水物は、１０モル％以下の量で
使用するのが好ましい。

また、芳香族ポリアミンとしては、種々のものが使用し
得るが、ｐ−フェニレンジアミンなどの対称型フェニレ
ンジアミン、２，６−ジアミノピリジン、３，５−ジア
ミノピリジンなどのピリジン誘導体の他、下記一般式で
表されるものが好ましい。

（式中、Ｘは酸素原子、メチレン基、ジメチルメチレン
基、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基、スルフィ
ニル基を示し、アミン基はそれぞれＸ基に対して対称の
位置に置換している。）上記の一般式で表される芳香族
ポリアミンとしては、４．４−−ジアミノジフェニルエ
ーテル、４．４゛−ジアミノジフェニルチオエーテル、
４゜４′−ジアミノベンゾフェノン、４．４−−ジアミ
ノジフェニルメタン、４，４″−ジアミノジフェニルス
ルホン、２．２−ビス（４−アミノフェニル）プロパン
等が例示される。

」１記芳香族ポリアミンとしては、対称型で置換基を有
するものや、非対称型で置換基を有さないものも使用し
えるが、回路基板やフレキシブル印刷配線板がカールし
過ぎるのを防止するため、置換基を有しない第１級ジア
ミン、中でも、アミノ基が対称の位置に置換しているも
のが好ましく、このものは耐屈曲性等にも優れている。

また、上記芳香族ポリアミンは、一種または二種以上混
合して用いられるが、基板およびフレキシブル印刷配線
板がカールするのをより一層防止するため、ｐ−フェニ
レンジアミンと他の芳香族ジアミンとを併用するのが好
ましい。ｐ−フェニレンジアミンと他の芳香族ジアミン
との割合は、併用される他の芳香族ジアミンの種類等に
より適宜設定することができるが、通常、ｐ−フェニレ
ンジアミン：他の芳香族ジアミン−０，１〜０．９モル
二０．９〜０６１モル、特に、０．２〜０．８モル二〇
、８〜０，２モルの割合で使用、するのが好ましい。ｐ
−フェニレンジアミンの瓜が、上記範囲を越えると、フ
レキシブル印刷配線板のカールの程度が大きくなる。

上記芳香族テトラカルボン酸またはその無水物と芳香族
ポリアミンとの反応は、従来公知の方法に桑じて行なう
ことができ、例えば、前記ポリアミドカルボン酸を得る
には、略化学量論量の芳香族テトラカルボン酸またはそ
の無水物と芳香族ポリアミンとを、Ｎ、Ｎ−ジメチルホ
ルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン等の有機溶媒中で、０〜８０℃の温
度で反応させればよく、前記ポリイミドを得るには、上
記ポリアミドカルボン酸を含む溶液を加熱したり、必要
に応じて脱水剤を添加し、ポリアミドカルボン酸を縮合
してポリイミドに変換すればよい。上記ポリイミド、ポ
リアミドカルボン酸のうち、金属薄膜との密着性等に優
れるポリアミドカルボン酸が好ましい。なお、上記ポリ
アミドカルボン酸またはポリアミドは、適宜の濃度、例
えば５〜３０重量％の溶液として用いることができる。

また、上記のポリアミドカルボン酸またはポリイミドを
含有する溶液を塗布液として、金属薄膜（２）に塗布す
る際、上記金属薄膜（２）としては、導電性を有する種
々のもの、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル等が使
用し得る。また、上記金属薄膜（２）は、適宜の厚みを
有していてもよいが、基板の薄肉化を図るため、１０〜
１００μｍの膜厚を有するものが好ましく、金属薄膜（
２）の表面は↑■面加工されているものが好ましい。

なお、」１記塗布操作としては、流延塗布によるのが好
ましく、塗布手段としては、従来慣用の方法、例えば、
ナイフコーター、ロールコータ−、ディップコーター、
フローコーター、ドクターブレード等による手段が採用
できる。

上記ポリイミドまたはポリアミドカルボン酸等の（４−
機溶媒溶液を前記金属薄膜（２）に塗布し、加熱するこ
とによりポリイミド層（１）を形成する。上記乾燥条件
は、溶媒の種類等に応じて、常圧または減圧下、種々の
温度で行なうことができる。上記の乾燥工程により、溶
媒除去およびポリイミド、ポリアミドカルボン酸の体積
収縮により基板を清掻的にカールさせることができるが
、フィルムオーバーレイ等により、基板およびフレキシ
ブル印刷配線板のカールを除去するため、基板はポリイ
ミド層（１）側にカールするように乾燥させるのが好ま
しい。また、上記ポリアミドカルボン酸の溶液を金属薄
膜（２）に僧布する場合、塗布し、適宜の温度で溶媒を
除去すると共に、最終的には２５０〜４００℃程度の温
度で残りの溶媒を加熱除去し、イミド化するのが好まし
い。」１紀の乾燥工程にょ＝　リ、通常、基板はポリイ
ミド層（１）側に曲率半径１〜７　ｃｒａ程度にカール
する。

次いで、上記基板の金属薄膜（２）に導体回路を形成す
る。上記導体回路の形成は、従来公知の方法、例えば、
エツチング等の手段により金属薄膜（２）に所定の導体
回路パターンを形成することにより行なわれる。

そして、上記導体回路を保護すると共に、乾燥工程によ
りカールした基板を平坦なフレキシブル印刷配線板とす
るため、上記基板のうち導体回路が形成された金属薄膜
（２）側をフィルムオーバーレイまたはオーバーコート
する。

１−記フィルムオーバーレイは、金属薄膜（２）に接着
剤で各種フィルム（４）をラミネートすることにより行
なわれ、第１図Ｂに示されるように、接着剤層（３）を
介して上記各種フィルム（４）がラミネートされたフレ
キシブル印刷配線板が得られる。上記フィルムとしては
、従来公知の種々のものが使用できるが、耐熱性を有す
るポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタ
レート、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリエーテルスルホン等が好ましい。ま
た、上記接着剤としては、種々のものが使用し得るが、
ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、ポリイ
ミド、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂やウレタン変性エポ
キシ樹脂等の熱硬化性で、耐熱性の高いものが好ましい
。なお、上記熱硬化性接着剤は、−液槽、二液型のいず
れであってもよく、常圧または加圧下、所定の温度で硬
化させることができる。また、上記フィルムは、熱収縮
性をｑしていてもよく、この場合、前記基板のカールを
除去するに必要な所定の熱収縮率を何するフィルムを用
い、フィルムオーバーレイした後、ラミネートされたフ
ィルムを加熱し、熱収縮させることにより、前記基板の
カールを除去することができる。

また、オーバーコートは、種々の樹脂を含をする塗料や
印刷インキ等を上記金属薄膜（２）にスクリーン印刷法
等により塗布することにより行なわれる。上記樹脂とし
ては、耐熱性の大きいものが好ましく、例えば、上記接
着剤として用いられる種々の熱硬化性樹脂が例示される
。

なお、上記接着剤やオーバーコート用の熱硬化性樹脂は
、適宜の温度で所定時間加熱することにより、硬化させ
ることができる。

」二足フィルムオーバーレイ１こおけるフィルムおよび
接着剤やオーバーコート用の樹脂は、基板のカールの程
度に応じて適宜選択することができ、基板のカールの程
度と、カールを除去するに必要なフィルムおよび接着剤
や樹脂の溶媒除去伴う体積収縮率、熱収縮率等との関係
を予め求めておくことにより、基板のカールを容易に除
去することができ、平坦なフレキシブル印刷配線板を得
ることができる。例えば、前記曲率半径１〜７１程度に
カールした基板を例にとって説明すると、該基板を、接
着剤付きのポリイミドフィルム（商品名カプトン、デュ
ポン社製）で熱プレスし、温度１５０〜２０’　０°Ｃ
１圧力１５〜３５　ｋ’ｊ　／　ｃ＋ｊの条件で約６０
分間加圧することにより、曲率半径１０〜１５ｃｒａ程
度の僅にカールしたフレキシブル印刷配線板を得ること
ができる。

上記のように、この発明のフレキシブル印刷配線板の製
造方法によれば、金属薄膜とポリイミド層との間には接
着剤層が介在せず、耐熱性、屈曲性に優れ、カールし易
い薄膜の基板を形成しているにも拘らず、金属薄膜にポ
リイミド層を形成して意図的にカールした基板を得ると
共に、ポリイミド層側とは反対側の上記金属薄膜側をフ
ィルムオーバレイまたはオーバーコートするので、上記
フィルムオーバレイ、オーバコート形成時の収縮に伴い
基板のカール方向とは逆方向に収縮力が作用し、カール
の少ないフレキシブル印刷配線板が得られる。従って、
この発明のフレキシブル印刷配線板の製造方法は、金属
薄膜と絶縁フィルムとの間に接着剤層が介在しない無接
心剤型のフレキシブル印刷配線板を製造する上で有用で
ある。

〈実施例〉 以下に、実施例に基づき、この発明をより詳細に説明す
る。

実施例１ 反応容器に、３．３−．４．４−−ビフェニルテトラカ
ルボン酸（０，１モル）、４．４−−ジアミノジフェニ
ルエーテル（０，０５モル）、ｐ−フェニレンジアミン
（０，０５モル）およびＮ−メチル−２−ピロリドン１
３８ｇを仕込み２０°Ｃ以下の温度で２４時間撹拌しな
から１ｎ合することにより、対数粘度２．８のポリアミ
ドカルボン酸を２０重量％含む溶液を得た。

このポリアミドカルボン酸溶液を厚さ３５μ層の圧延銅
に流延塗布し、熱風乾燥機器で８０℃の温度で２時間加
熱し溶媒を揮散させた後、所定の条件でイミド化しフレ
キシブル基板としてのポリイミド金属張板を得た。また
、このポリイミド金属張板にエツチングにより所定の導
体回路パターンを形成し、回路基板を得た。

そして、上記回路基板の導体回路側の所定部に、接着剤
付きのポリイミドフィルム（商品名カプトン、デュポン
社製）を仮り止めし、温度１８０℃、圧力２５　ｒ　／
　ｃｊの条件で６０分間熱プレスにより加圧し、フレキ
シブル印刷配線板を得た。

実施例２ ３．３−．４．４−−ビフェニルテトラカルボン酸（０
，１モル）、４．４−−ジアミノジフェニルメタン（０
，０２モル）およびｐ−フェニレンジアミン（０，０８
モル）を用い、上記実施例１と同様にして対数粘度１．
８のポリアミドカルボン酸を得ると共に、このポリアミ
ドカルボン酸を用い、上記実施例１と同様にして回路基
板を得た。次いで、上記回路基板の導体回路側に、エポ
キシ樹脂を含有する印刷インキをスクリーン印刷法によ
りオーバーコートし、温度１２０℃のオーブンで２時間
硬化させることによりフレキシブル印刷配線板を得た。

比較例 厚さ３５μ−の圧延銅に上記実施例１で用いた接着剤付
きのポリイミドフィルム（商品名カプトン、デュポン社
製）を重ねてフレキシブル基板を得ると共に、上記実施
例１と同様にして回路基板を得た。また、この回路基板
に、エポキシ系樹脂を含有する印刷インキを用い、実施
例２と同様にしてオーバーコートし、加熱硬化させるこ
とにより、フレキシブル印刷配線板を得た。

そして、上記実施例１．２および比較例のフレキシブル
基板およびフレキシブル印刷配線板について、カールの
程度および耐折強さを以下の方法により調べたところ、
次表に示すような結果を得た。

（１）曲率半径のＡＪ＋定方法 フレキシブル配線基板およびフレキシブル印刷配線板を
、幅３０ｍｍ、長さ１５０ＩＩＩ１１に切断したサンプ
ルを、第２図に示すように、ポリイミド層（１）がガラ
ス側となるように、ガラス板（５）上に設置した後、ひ
ずみ量δ（ｃｍ　）をａｌｌｌ定し、次式より曲率半径
Ｐ（ｃｍ）を求めた。

（式中１．Ｑ−３ｃｍである。） （り実用性 フレキシブル配線基板およびフレキシブル印刷配線板を
、各種機器へ装着し、装管作業性を評価した。なお、容
易に装着できるものを０１装着するのが困難であったも
のを×として評価した。

（３）耐折強さ ＪＩＳ　　Ｐ−８１１５に準拠し、折曲げ面の曲率半径
０．８８ｍｍ、制止重量０．５ｋｇの条件で計１定した
。

表より明らかなように、比較例のフレキシブル基板およ
びフレキシブル印刷配線板は、オーバーコートにより曲
率半径が余り変化しないものの、未た各種機器への装着
作業性が十分でなく、また屈曲性も十分でなかった。こ
れに対して、実施例１．２のフレキシブル基板およびフ
レキシブル印刷配線板は、いずれも曲率半径が大きく、
各種機器へ容易に装着でき、カールの程度は実用上支障
がないことが判明した。また、耐折強さについても、実
施例１．２のものが比較例のものよりも優れており、無
接着剤型のフレキシブル印刷配線板の製造に宵月である
ことが判明した。

〈発明の効果〉 上記のように、この発明のフレキシブル印刷配線板の製
造方法によれば、金属薄膜にポリイミド層を形成して意
図的にカールした基板を得ると共に、ポリイミド層側と
は反対側の上記金属薄膜側をフィルムオーバレイまたは
オーバーコートするので、カールの程度が小さいフレキ
シブル印刷配線板が得られる。また、金属薄膜とポリイ
ミド層との間には接着剤層が介在しないので、薄く、耐
熱性および屈曲性等に優れ、複雑な構造を存する各種機
器に対しても容易に装管できるという特′ａの効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のフレキシブル印刷配線板のの製造方
法を示す工程図、 第２図は曲率半径の測定方法を示す概略断面図である。 （１）・・・ポリイミド層、（２）・・・金属薄膜、（
３）・・・接着剤層、（４）・・・フィルム、（Ｐ）・
・・回路基板。 特許出願人　　住友電気工業株式会社 “； 代　　理　　人　　　弁理士　　亀　　井　　弘　　勝
　　　　１・：（ばか３名） 第１図Ａ 第１図Ｂ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属薄膜にポリイミド層を形成してカールした基板
   を得ると共に、上記金属薄膜に導体回路を形成し、次い
   で金属薄膜をフィルムオーバレイまたはオーバーコート
   することを特徴とするフレキシブル印刷配線板の製造方
   法。 ２、基板を、ポリイミド層側にカールさせる上記特許請
   求の範囲第１項記載のフレキシブル印刷配線板の製造方
   法。 ３、ポリイミド層が、芳香族ポリアミドカルボン酸の溶
   液を金属薄膜に塗布した後、加熱してイミド化すること
   により形成されたものである上記特許請求の範囲第１項
   記載のフレキシブル印刷配線板の製造方法。 ４、ポリアミドカルボン酸が、芳香族テトラカルボン酸
   と、ｐ−フェニレンジアミンおよび他の芳香族ジアミン
   との反応により得られたものである上記特許請求の範囲
   第３項記載のフレキシブル印刷配線板の製造方法。