JPH02273984A - フレキシブルプリント回路板およびその製造方法 - 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、ｖ＋１脂履が完全硬化していないフレキシブ
ルプリント回路用基板に回路パターンを形成し、これを
重ねあわせて加熱加圧により一体化した、耐熱性、耐燃
性、耐寒性、高周波電気特性、機械特性、耐摩耗性、耐
薬品性、耐放射線性等に優れた、両面フレキシブルプリ
ント回路板およびその製造方法に係るものである。

（従来の技術） 従来、両面に金属箔を有するフレキシブルプリント回路
板は、ポリイミド、ポリエステル等の絶縁フィルムの両
側に金属箔を接着剤で張り合わせたものであり、金属ｆ
ａ／接着剤／絶綽フィルム／接普剤／金属箔、または金
属箔／絶縁フィルム／接看剤／絶綽フィルム／金属箔と
いった構成であった。

しかしながら、この様な構成の回路基板は、絶縁フィル
ムと金属箔との間に接着剤層が存在するため、得られた
回路用基板の特性が接着剤の性質に左右され、絶縁フィ
ルムに高性能フィルムを使用しても、その特性を十分に
生かしきれていないという欠点があった。

具体的な例としては、ナイロン系接着剤を用いた場合、
吸水性が高いため、回路としての耐！！縁性が悪くなる
。ゴム系接着剤を用いると耐熱性が悪くなり、ハンダ処
理工程で回路部分と絶縁フィルムとの密着性が悪くなる
。

一方、特開昭５５−１５３３９３号公報に示されている
ように、金属箔上にＷ脂ワニスをキャストし、樹脂面ど
うしを接着剤にて張り合わせて両面金属張りフレキシブ
ルプリント回路用基板を作製する方法が知られているが
、これにより得られるものも、樹脂や接着剤に一般的な
ものを使用しているため、次のような欠点があった０例
えば、金属箔にキャストする樹脂の膨張係数が金属箔の
膨張係数と不一致のため、キャスト後の１貫Ｎ物がカー
ルし、その後の接着作業が困難であったり、あるいは、
同様な理由で基板の寸法安定性に劣るとか、ヒートサイ
クルテストなどの苛酷な条件下での接着性に部属があっ
た。

（発明が解決しようとする課Ｈ） 本発明は、これまでにかかる欠点を克服すべく鋭意検討
した結果、本発明で特定する方法を用いて製造したフレ
キシブルプリント回路板が、耐熱性や耐燃性が非常に良
好で、カールやシワがなく、しかも強度が優れていると
の知見を得、本発明を完成するに至ったものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、金属箔上に耐熱性樹脂を直接流延塗布して得
られる、フレキシブルプリント回路用基板の樹脂面どう
しを接着剤を用いずに張り合わせることによって得られ
る金属箔／耐熱性樹脂／金属箔なる構成のフレキシブル
プリント回路板およびその製造方法である。

（作用） 本発明で用いる耐熱性樹脂は、フィルム形成能があり、
金属箔との密着性があればよいが、つぎに示すようなポ
リイミドが最も目的にかなっている。

すなわち、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成
分とを、酸成分／アミン成分（モル比）を０．９０〜１
．００として反応させるに当たり、３．３’、４．４″
−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレ
ンジアミンとを反応させて得られたポリアミック酸溶液
（Ａ）と、ピロメリット酸二無水物と４，４°−ジアミ
ノジフェニルエーテルを反応させて得られたポリアミッ
ク酸溶液（Ｂ）とを、Ａ／Ｂ＝５ｆ５／４５〜７５／２
５の割合で混合撹拌して得られるポリアミック酸混合溶
液を加熱硬化させて得られるポリイミドである。

本発明のフレキシブルプリント回路板の製造方法は、ま
ず上記のポリアミック酸溶液を金属箔上に直接流延塗布
し、これを樹脂層が反収化し、しかも完全硬化しない、
１５０から３００℃の状態まで加熱して得られたフレキ
シブルプリント回路用基板に、通常の方法で回路パター
ンのエツチングを行って回路を形成する。しかる後に、
この樹脂面どうしを重ね合わせて、３００〜４６０°Ｃ
の温度で加熱するとともに、１〜１００　Ｋｇ／ｃｗＩ
”の圧力で加圧することによって、金属箔／耐熱性樹脂
／金属箔なる構成のフレキシブルプリント回路板を得る
。

本発明で用いるテトラカルボン酸二無水物とは、３．３
’、４．４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と
、ピロメリット酸二無水物であるが、この他の酸、例工
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’−ベンゾフェノンテトラカル
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、２，３．Ｇ、？−ナフタ
レンテトラカルボン酸二無水物、３．３’、４．４’−
ベンゾフェノ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’−へキサフルオロイソプロピリデンビス（フ
タル酸無水物）等も併用することが出来る。

本発明で用いるジアミンとは、バラフェニレンジアミン
と４．４′−ジアミノジフェニルエーテルであるがこの
他のアミン例えば４．４１−ジアミノジフェニルメタン
、３．３ξジメチルベンジジン、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
なども併用することができる。

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）０．９０〜１．００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・！、ＯＯ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
。

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０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、この有機極性溶媒は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絹み合
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。

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閉環し、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。

本発明で用いるポリイミド樹脂の合成反応は以下の様な
方法で行われる。即ち、３．３’、４．４’−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物とバラフェニレンジアミン
とを反応させて得られたポリアミック酸（Ａとする）と
ピロメリット酸二無水物と４．４′−ジアミノジフエニ
ルエーテルとを反応させて得られたポリアミック酸くＢ
とする）とをＡ／Ｂ＝５５／４５〜７５／２５の割合で
混合撹拌することによってポリアミック酸（Ｃとする）
を得る方法である。

Ａの比率が上述の割合よりも少ないときにはカールが発
生し、逆に多いときには剛直になりすぎ、柔軟性がなく
なる。

Ａ、　　Ｂを合成し、また、これらを混合してＣを得る
反応温度は０〜１００℃であることが望ましい。

０℃以下だと反応の速度が遅く、１００℃以上であると
生成したポリアミック酸の閉環反応および解重合反応が
開始するためである０通常、反応は２０℃前後で行われ
る。

本発明により製造されたポリアミック酸生成物は、使用
するに当たって各種のシランカップリング剤、ボランカ
ップリング剤、チタネート系カップリング剤１、アルミ
ニウム系カップリング剤その池キレート系の接着性・密
着性向上剤や各種溶剤、フローエージェントを加えても
よく、またこれらに加えて通常の酸硬化剤、アミン硬化
剤やイミダゾール、３級アミン等の硬化促進剤の少量を
加えてもよく、またゴムや低分子エポキシ等の可どう性
状与剤や粘度調整剤、あるいはポリアミドイミド、ポリ
エーテルイミド、ポリエステルイミド等をブレンドして
もよくタルク、マイカ、石英粉末等の充填剤、カーボン
ブラック、フタロシアニンブルー等の着色剤、テトラブ
ロモフェニルメタン等の難燃剤、三酸化アンチモン等の
難燃助剤の少量を加えてもよい。

本発明で使用されるフレキシブルプリント回路用基板に
は、上記のポリアミック酸溶液を金属箔上に直接流延塗
布し、樹脂層が皮膜化し、しかも完全硬化しない１５０
〜３００℃の状態まで加熱したものが用いられる。

フレキシブルプリント回路用基板の作製は通常の２層構
造のフレキシブルプリント回路用基板の作製方法、例え
ば、特開昭６２−２００７９５号公報に示すような方法
で行うが、この時加熱温度は上記の１５０〜３００℃の
閏の温度で終える。

１５０℃以下の温度では溶剤の蒸発が十分ではなく、回
路パターンのエツチング時にカールしたり寸法変化が大
きく、また、つぎの加圧加熱時に蒸気の発生により密着
性が悪くなる。３００℃以上の温度では硬化が必要以上
に進み、つぎの加圧加熱を行っても十分に接着しない。

本発明で使用される金属箔は、一般に鋼箔が用いられる
が、アルミ箔、ニッケル箔、ステンレス箔、タングステ
ン箔なども用いることが出来る。

金属箔は３〜２００μの厚さのものが使用され、表面は
粗面化処理を施されているものが好ましい。

次いで、樹脂面どうしを重ね合わせて、通常の電気プレ
スを用いて、３００〜４５０℃の温度で加熱するととも
に１〜１００　Ｋ１１ｃｍ”の圧力で加圧する。３００
℃以下では樹脂層の硬化が十分ではなく、樹脂層どうし
の密着性が悪い、４５０℃以上では、樹脂層の熱分解が
始まるため、基板の性能が劣化する。また、Ｉ　Ｋｇ／
ｃｍ２以上の圧力では接着が十分ではなく、１００にｇ
／ｃｍ”以上の圧力では回路パターンが変形するために
良くない。

（実施例１） 温度計、撹拌装置、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つロセパラアルフラスコに精製
した無水のバラフェニレンジアミン１０８ｇをとり、こ
れに無水のＮ・メチル−２−ビＯ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
全行程にわたり流しておいた。ついで精製した無水の３
゜３’、４．４’・ビフェニルテトラカルボン酸二無水
物２９４ｇを攪はん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（Ａと
する）を得た８次に上記と°同様の装置及び方法で無水
の４，４′−ジアミノジフェニルエーテル２００ｇと精
製した無水のピロメリット酸二無水物２１８ｇを反応さ
せてポリアミ・ンク酸（Ｂとする）を得た０次にＡおよ
びＢを、モル比がＡ／Ｂ＝６０／４０になるように混合
撹拌した。得られた生成物は、黄色透明の極めて粘稠な
ポリアミック酸Ｓ液であり、Ｈ・メチル−２−ピロリド
ン中０．　５重量％溶液の固有粘度は０．８１（３０℃
）であった、このポリアミック酸溶液を銅箔上に流延塗
布した後１００℃の乾燥器にいれて２５０℃まで連続的
に２時閉かけて昇温した。

この様にして製造されたフしキシプルプリント回路用基
板上のｔ！４ｆｉをエツチングして回路を形成した。

この回路を形成したフレキシブルプリント回路板の樹脂
面を重ね合わせて、電気プレスにより３５０℃および６
０にｇ／ｃ■２で４０分間加圧加熱した。

この様にして製造されたフレキシブルプリント回路板は
、カールやシワがなく、耐熱性、耐燃性も優れたフレキ
シブルプリント回路板であった。

（実施例２） 実施１＊１と同様な装置及び方法で、バラフェニレンジ
アミンと３．３’、４．４−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物からなるポリアミック酸溶液くＡとする）と
、４．４ζジアミノジフエニルエーテルとピロメリット
酸二無水物からなるポリアミック酸溶８！（Ｂとする）
を合成０た。つぎに、ＡとＢをモル比が７０／３０にな
るように混合撹拌した。

生成物の固有粘度は０．９０であった。このポリアミッ
ク酸溶液を銅箔上に流延塗布した後１００℃の乾燥器に
入れ、２００℃まで１時間かけて昇温した。

この様にして製造されたフレキシブルプリント回路用基
板上の銅箔をエツチングして回路を形成した。

この回路を形成したフレキシブルプリント回路板の樹脂
面を重ね合わせて、電気プレスにより４００℃および２
０にｇ／ｃ■２で２０分間加圧加熱した。

この様にして製造されたフレキシブルプリント回路板は
、カールやシワがなく、耐熱性、耐燃性も優れたフレキ
シブルプリント回路板であった。

（比較例１） 実施例１と同様な装置及び方法で作製したポリアミック
酸溶液を銅箔上に直接流延塗布し、１００〜３８０℃ま
で連続的に２時間かけて昇温した。

こうして得られた２層構造のフレキシブルプリント回路
用基板のｔＲ箔面をエツチングして回路を形成し、次に
ポリイミド面にエポキシ系接着剤を塗布し、これを２枚
重ね合わせてプレス接着し、フレキシブルプリント回路
板を作製した。

このようにして得られた両面フレキシブルプリント回路
板は、耐熱性や耐燃性が劣り、３５０℃まで加熱したと
ころ、接着剤層が炭化するとともに劣化し、ハクリが起
こった。

（比較例２） 実施例１と同様な装置及び方法で、パラフェニレンジア
ミンと３．３’、４．４’−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物からなるポリアミック酸溶液（Ａとする）と
、４，４′−ジアミノジフェニルエーテルとピロメリッ
ト酸二無水物からなるポリアミック酸溶液（Ｂとする）
を合成した。つぎに、ＡとＢをモル比が６０／４０にな
るように混合撹拌した。

このポリアミック酸溶液を銅箔上に流延塗布した後乾燥
器にいれ１２０℃で２時間加熱した。

この様にして製造されたフレキシブルプリント回路用基
板上の銅箔をエツチングして回路を形成したところ、激
しくカールし、重ね合わせることができなかった。

（比較例３） 実施例１と同様な装置及び方法で、パラフェニレンジア
ミンと３．３’、４．４°−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物からなるポリアミック酸Ｐ＃液（Ａとする）
と、４．４′−ジアミノジフェニルエーテルとピロメリ
ット酸二無水物からなるポリアミック酸溶液（Ｂとする
）を合成した。つぎに、ＡとＢをモル比が６０／４０に
なるように混合撹拌した。

このポリアミック酸溶液な銅箔上に流延塗布した後１０
０℃の乾燥器にいれ３２０℃まで２時間かけて昇温加熱
した。

この様にして製造されたフレキシブルプリント回路用基
板上の鋼箔をエツチングして回路を形成した。

この回路を形成したフレキシブルプリント回路板の樹脂
面を重ね合わせて、電気プレスにより４００℃および２
０にｇ／ｃｓ＋２で２０分間加圧加熱したが、樹脂面は
接着せず、両面フレキシブルプリント回路板を得ること
はできなかった。

（発明の効果） 本発明の方法で製造したフレキシブルプリント回路板は
、接着層がないために耐熱性や耐燃性に非常に優れ、カ
ールがなく、またフィルムとしての特性も優れた基板で
あった。

本発明で得られるフレキシブルプリント回路板は各種の
電気、電子機器用配線基板のみならずフラットモータ、
テープキャリヤー、フロッピーディスクヘッド、高周波
アンテナ、電磁シールド板などにも利用される。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属箔上に耐熱性樹脂を直接流延塗布して得られ
   る２層構造のフレキシブルプリント回路板の樹脂面どう
   し接着剤を用いずに張り合わせることによって得られる
   、金属箔／耐熱性樹脂／金属箔なる構成のフレキシブル
   プリント回路板。
2. （２）耐熱性樹脂が、テトラカルボン酸二無水物成分と
   ジアミン成分とを、酸成分／アミン成分（モル比）を０
   ．９０〜１．００として反応させるに当たり、３，３’
   ，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とバ
   ラフェニレンジアミンとを反応させて得られたポリアミ
   ック酸溶液（Ａ）と、ピロメリット酸二無水物と４，４
   ’−ジアミノジフェニルエーテルを反応させて得られた
   ポリアミック酸溶液（Ｂ）とを、Ａ／Ｂ＝５５／４５〜
   ７５／２５の割合で混合撹拌して得られるポリアミック
   酸混合溶液を加熱硬化させて得られるポリイミドである
   、特許請求項第１項記載のフレキシブルプリント回路板
   。
3. （３）金属箔上に耐熱性樹脂を直接流延塗布して得られ
   るフレキシブルプリント回路用基板を、１５０〜３００
   ℃の完全硬化前の状態まで加熱したものに回路パターン
   のエッチングを行っておき、しかる後に樹脂面どうしを
   重ね合わせて、３００〜４５０℃の温度で加熱するとと
   もに１〜１００ｋｇ／ｃｍ＾２の圧力で加圧することを
   特徴とする特許請求項第１項記載のフレキシブルプリン
   ト回路板の製造方法。