JPS6374635A - フレキシブルプリント基板の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は直接塗布法によるカールが極めて少いフレキシ
ブルプリント基板の製造方法に関する。

（従来の技術） フレキシブルプリント基板に高分子絶縁フィルムの表面
に導体回路を形成した可撓性のある配線鈑であって、近
年電子機器の小型化、高密度を達成する手段として多用
されている。なかでも絶縁フィルムとし【は芳香族ポリ
イミド全屈いたものが主流を占めつつある。

従来の７レキシプルプリント基鈑ハポリイミドフイルム
と銅箔を接着剤により接着する方法で製造されているた
めに、この耐熱性、耐薬品性、難燃性、電気特性、ある
いは密着性といった特性は使用する接着剤に支配されて
しまいポリイミドの優れた緒特性を光分にいかすことが
出来ないものであった。

この問題を解決する方法として＠箔などの金属箔上に、
金属箔と同程度の熱膨張係数を有するポリアミド酸（ポ
リイミドの前駆体）又はポリイミドの溶液を金属導体箔
に直接流延塗布、溶媒除去、硬化によ・り製造する方法
（ダイレクトコート法）が提案されている。（特開昭６
０−２０６６３９号公報、特開昭５８−１９００９１〜
１９００９３号公報、特開昭５９−８２７８３号公報） （問題点を屏決するための手段） 本発明者らは、上記ダイレクトコート法により得られる
フレキシブルプリント基鈑のカール発生要因を鋭意検討
した結果、カール発生は溶媒蒸発ならびにポリアミド酸
の閉ｍ縮曾反応によるポリイミド層の体積収ＭＫ起因し
て生じた残留応力によることをつきとめ、本発明に至っ
た。

すなわち本発明は体積収縮がおこる溶媒を除去する乾燥
工程における金属箔−ポリイミド複合体をポリイミド層
面を外側にして連続的に湾曲保持し、ポリイミド層の応
力緩和を促進することによってカールを防止せんとする
ものである。

本発明に係るフレキシブルプリント基鈑は鋼などの金Ｍ
箔上に金Ｉ１４箔と同程度の熱膨張係数をもつポリアミ
ド酸またはポリイミドフエスを塗布し、溶媒除去、硬化
することにより製造することができる。

金属箔上に最終的に形成されるポリイミドは下記の一般
式で表わされる反復単位を有する重合体（ここでＲ１は
芳香族ジアミン、ジイソシアナートの７ミノ基、シアナ
ート基を除いた残基であり、Ｒ２は芳香族テトラカルボ
ン酸誘導体のカルボン酸誘導部欠除いた残基である。）
である。

Ｒ１としてはＰ、ｍ、０−フェニレンジアミン、２゜５
−ジアミノトルエン、ジアミノトエン、−５−ジアミノ
ナフタレン、乙６−ジアミツナフタレン、ベンジジン、
４．４’−ジアミノターフェニル、４．４’−ジアミノ
ジフェニルメタン、４．４’−ジアミノジフエニルエー
テル、ジアミノジフェニルスルホン、２．２−ヒス（Ｐ
−１ミノフエ二ｋ）プロパン、４３′−ジメチルベンジ
ジン八３′−ジメチル４．４′−ジアミノジフェニルメ
タン、４．４’−ヒス（Ｐ−アミノフェノキジンビフェ
ニル、２．２−ビス（４−（Ｐ−アミノフェノキシ）フ
ェニル）プロパン、４．４’−ビス（３−アミノフェノ
キクフェニル）ジフェニルスルホン、または、 （Ｒ４は一価の有機基、Ｒ４は二価の有機基２で示され
るジアミノトルエンなどのジアミン類、並びにこれらの
ジアミンとホスゲンなどの反応によって得られろジイソ
シアナート、例えばトリレンジイソシアナート、ジフェ
ニルメタンジイソシアナート、ナフタレンジイソシアナ
ート、ジフェニルエーテルジイソシアナート、フェニレ
ン１，３−ジインシアナートなどの芳香族ジイソシアナ
ート類がある。またテトラカルボン酸並びにその誘導体
としては次のようなものが挙げられる。ここではテトラ
カルボン酸として例示するが、これのエステル化物、酸
無水物、酸塩化物ももちろん使用できる。ピロメリット
酸、２．ｌ’４’−テトラカルボキシジフェニル、５，
５：４，４’−テトラカルボキシジフェニル、３、　Ｊ
　４．４’−テトラカルボキンベンゾフェノン２゜３、
￥４′−テトラカルボキンベンゾフェノン、４５：４．
４′−テトラカルボキシジフェニルメタンなどがある。

また金属箔に塗布するポリアミド酸又はポリイミドの溶
液は単一である必要はなく、２椋以上のものを混合、あ
るいは共縮合したものをもちいることもできる。むしろ
ポリマーの熱膨張係数全金属箔と合わせるために逼白Ｖ
ｃ変性することが望ましい。例えば金属箔に銅箔を用い
る場合基板のカールを防ぐためにポリイミドの５０〜２
５０℃の平均熱膨張係数音２　Ｘ　１０−’Ｋ”″１前
後に分子設計する必要がある。

甘酸反応はＮ−メチ３−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ
、Ｎ−ジメテｈホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ、Ｎ−ジメ
チルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホキサイ
ド（ＤＭＳＯ）、硫酸ジメチル、スルホラン、Ｔ−ブチ
ロラクトン、クレゾール、フェノール、ハロゲン化フェ
ノール、フクロヘキサノン、ジオキサンなどの溶液中で
、０〜２００℃の範囲で行われる。

本発明における金属導体箔として用いられるものには、
鋼、アルミニウム、鉄、金、銀、ニッケルパラジウム、
クロム、モリブデンなどまた扛それらの合金が挙げられ
、ポリイミドとの接着力を高めろために化学的粗化コロ
ナ放電、サンディング、メッキ、アルミニウムアルコラ
ード、ア／Ｌ−ミニウムニレート、７ランカツプリング
剤などによって機械的、化学的処理上してもよい。

本発明において金属箔上にポリイミドフィルム層を形成
させる方法としては金属箔の表面にポリアミド酸又はポ
リイミドを８〜４０ｘ量％含む溶液をＭ膜用スリットか
ら吐出させて均一に塗布する。この農工方法としてはロ
ールコータ、コンマコータ、ナイフコータ、ドクターブ
レードフローコータ、密閉コータなどによるものが挙げ
られる。

次九上記の様にして金属箔に直接塗布したポリマー溶液
の溶媒を９０へ２６０℃で加熱乾燥して除去し、同時に
溶媒の蒸発による体積収縮に起因する応力の緩和を行な
う。本発明においては、この乾燥工程が最も重要である
。体積収縮のほとんどはこの乾燥工程で発生し、且つ溶
媒が残留しているためにポリイミドの分子鎖は流れ易く
、応力緩和全行５には最も効果的だからである。

この乾燥工程では金ＪＩ！陥−ポリイミド複合体の保持
状態とその温度が大切である。即ち金属箔を内側、ポリ
イミドを外側にして、分子の最も流れ易い温度で湾曲保
持する。湾曲保持は１本あるいは同心円上に配置された
３〜８本のロールを用いて行なうが、シワ等の発生を防
ぐために、は、同心円上に配置された複数のロールを用
いた方がよく、これらのロー／Ｌ−ｔ’！ラインスピー
ドに合せて駆動した方が望ましい。またその曲率中径は
５０〜２０００ａｌｌであり、好ましくは？０［１−１
０００馴である。複数のロールを用いろ際のロール直径
は５０〜１００１１１３が望ましいが、これ以外のもの
でも何ら支障はない。

湾曲保持を行う温度はポリイミド分子鎖が最も流れ易い
範囲を選ぶべきである。この温Ｖは一般に９０〜２６０
℃で、直接塗布を行うポリイミド特有のものである。こ
の温度は予め熱機械試験機（ＴＭＡ）等を用いて測定す
ることができろ。

最後に３００〜４００℃に加熱して閉環縮合反応の完結
、硬化及びポリイミドの残留応力除去を行う。この硬化
工程てもやはり複会体の保持状態と温度が重要である。

この硬化工程では、前述の乾燥工程はど大きくないが、
閉環縮合反応に伴う縮付水生成により体積収縮が起こる
。

この体積収縮九よるカー／Ｌ−を抑えるためには、金稿
箔−ポリイミド複合体に適切な張力を与え緊張状態を保
つことが必要である。この際の恨力に機械方向（ＭＤ）
と機械に対して直角方向（ＴＤ）のバランスが大切で、
例えば複せ体にＭＤ力方向みの張力を加えて硬化させる
とＴＤ方向に２〜３重のカールが発生してし筐う。また
加熱温度についてはポリイミド層の残留応力全完全に除
去するために直接塗布したポリイミドのもつガラス転移
点以上の加熱が必要不可欠である。この硬化工程で体積
収縮に伴い発生した残留応力を完全に除去しないと、金
＃ｉ箔と同程度の熱膨張係数をもつポリイミド全屈いて
も、得られるフレキシブルプリント基板にカールが発生
してしまう。

乾燥または硬化工程の２５０℃から５５０℃に於ける高
温に於ける鋼イオンとポリイミドの反応を防止するため
、酸素のない不活性気体とこれに１体積％から１０体積
％の環元性気体を含む気体中で乾燥または硬化を行なっ
た方が好ましい。

酸素を遮断する不活性ガスとしてはヘリウム、アルゴン
、ネオン、窒素、金属光輝焼鈍用気体が挙げられる。

（実施例） 次に本発明を実施例に基き更に底切する。

合成例 熱電対、攪拌機、窒素吹込口を堆付けた３０１のフラス
コに毎分的３００１１１１の乾燥窒素を流シナがら、Ｐ
７ｚニレンジアミン（以下Ｐ−ＰＤＡと略記する）８０
６．４ｇとＮ−メチル−２−ピロリドン（以下ＮＭＰと
略記する）全１７ｋｇ入れ攪拌し、Ｐ−ＰＤＡｔ−溶解
した。この溶液をウォータージャケットで２０℃に冷却
しながら３．Ｘ４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸
（以下ＢＰＤＡと略記する）２１９五６ｇを徐々に加え
重置反応させ、粘稠なポリアミド酸ワニスを得た。以後
の塗膜作業性を良くするために、このフェスの回転粘度
が２００ボイズになるまで８０℃でクツキングを行なっ
た。

実施例１゜ 合成例で合成したポリアミド酸を、巾５４０ｍｒｎの電
解鋼箔粗化面に、塗工機を用いて流延塗布し、予備乾燥
した。次にこれを、直径４０朋のロール５本を、半径１
．０ｍの半円周上に配置した硬化炉を用いて、応力緩和
させながら連続的にわん曲保持し、２５０〜２６０℃で
２０分間加熱して沼媒除去し、次いでこれを平面保持し
て３９０〜４００℃で２０分間加熱してフレキ７プル銅
張Ｍ板を得た。このフレキシブル鋼張基板からＭＤ力方
向ＴＤ方回に５０Ｘ２５０關を切り取り、鉛直に立てた
定盤に、５０１１＋ｆ１幅の一端全固定して吊り下げ、
他端が定盤から離れた距１１１カーｈ量として測定した
。その結果ＭＤ方向に２２．５Ｉｌ！ＩＩＴＤ方向ＶＣ
Ａ　ａ　７　ｓａｍのカールが見られたが、フレキシブ
ルプリント基板としての使用には何ら支障のないもので
ある。

実施例２゜ 乾燥及び硬化工程における加熱温度及び時間を２５０〜
２７０℃２０分、３５０へ３７０℃２０分とした他は実
施例１と同様にして７レキシプル銅張基板を得た。この
得らｎたフレキシブル鋼張基板のカールｊＩｋはＭＤ力
方向６α２−１ＴＤ方向＃Ｃ３５，３ａｕｉであった。

このカールに実用上何ら支障のないものであった。

実施例５ 湾曲保持に直径２００ＩＩＬ！１のロール１本のみを用
いた他は実施例２と同様にしてフレキシブル鋼張基板ｔ
−得た。このフレキシブル鋼張基板のカール量はＭＤ力
方向３６．８ａｌｌ、ＴＤ力方向３ａ２ｆｆｉｊｌであ
った。このカールは実用上何ら支障のないものである。

比較例 合成例で合成したポリアミド酸ワニスを５４Ｑｍｍ幅の
電解銅箔粗化面に塗工機を用い【流延塗布し乾燥した。

次にこれをピンテンタ一式硬化炉を用いて連続的にＴＤ
力方向両端を固定して平面状に保持し、２５０〜２７０
℃２０分、３９０〜４００℃２０分の熱履歴を与え２レ
キ７ブル鋼張基鈑を得た。この得られたフレキシブル銅
張基鈑のカール量はＭＤ力方向７１．８ｆｆｉｆｌｌ、
ＴＤ力方向５９．４　ｍｒｒｒであツｒｓ。

（発明の効果） 以上詳細に説明した如く、本発明によれば、ダイレクト
コート法によるカールの少ないフレキシブルプリント基
板の製造が可能になった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ポリアミド酸またはポリイミドワニスを金属箔に直
   接塗布する工程、溶媒を除去・乾燥する工程、および硬
   化工程からなるフレキシブルプリント基板の製造方法に
   おいて、溶媒の除去・乾燥工程または硬化工程を金属箔
   を内側、ポリイミド層面を外側にして連続的に湾曲保持
   しながらおこなうことを特徴とするフレキシブルプリン
   ト基板の製造方法。