JPH0425434A - 樹脂フィルム及びその製造方法 - Google Patents
樹脂フィルム及びその製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
寸法安定性に優れ、フレキシブルプリント配線板用ベー
スフィルムに適したポリイミドフィルム及びその製造方
法に関するものである。
装の要求が高くなり、それに伴いフレキシブルプリント
配線板(以下、FPCという)を用いる技術分野におい
ても、高密度実装の要求が高くなってきている。FPC
の製造工程において、寸法変化が大きい工程はエツチン
グ工程の前後であり、この工程の前後においてFPCの
寸法変化が小さいことが高密度実装をするために要求さ
れている。
ィルムが用いられており、そのうちハンドリングに優れ
、フレキシビリティ−に冨んだポリイミドフィルムは弾
性率が小さく線膨張係数が大きいため、高密度実装の要
求に十分応えられるものではなかった。一方、線膨張係
数が小さく、弾性率が大きいポリイミドも合成できるが
、フレキシビリティ−は非常に劣っていて、FPCとし
て使用することができなかった。また、特開昭61−2
96034号公報によれば、フィルムを延伸することに
よって寸法安定性(低熱収縮率、低線膨張係数)に優れ
たポリイミドフィルムを得ているが、十分な伸び等の機
械的物性が得られていない。
ルに巻き取られているFPC用ベースフィルムと銅箔が
それぞれ引き出されて加熱してラミネートされている。
がロールによって送られる送り方向、すなわち機械的送
り方向(以下、MD力方向いう)にテンションがかけら
れており、その状態でFPCが製造されている。
は、ベースフィルムにはテンションによるフィルムの伸
びとラミネート時に加えられる熱による熱膨張のための
伸びが与えられる。一方、このテンションによりフィル
ムがMD力方向伸ばされた分、フィルムの機械的送り方
向と直交する方向(以下、TD力方向いう)にフィルム
が縮むという現象がおこり、TD力方向関しては、縮み
が与えられる。
大きいため、通常のFPCの製造工程で加えられるテン
ションでは銅箔はほとんど変形しない0w4箔が変形さ
せられるのは、ラミネート時に加えられる熱による熱膨
張だけであり、銅箔にはMD力方向TD力方向熱膨張に
よる伸びが与えられる。
ィルムの伸びとフィルムの熱膨張による伸びの和が銅箔
の熱膨張による伸びと等しければ歪が相殺されることに
なる。また、TD力方向関しては、テンションによりM
D方面に延伸されることによるフィルムの縮みと熱膨張
による伸びの和か銅箔の熱膨張による伸びと等しければ
歪は相殺されることになる。
されており、ベースフィルムと銅箔がラミネートされた
FPCはTD力方向大きな歪を持ったままベースフィル
ムが銅箔に固定されることになる。そのため、パターン
を形成するためにエツチングにより銅箔を除去したとき
、固定された歪が解消されるためエツチング前後で大き
な寸法変化がおこり、高密度実装を行うことができなく
なるという問題が生じていた。
ング工程前後の寸法変化が非常に小さい樹脂フィルム、
特にポリイミドフィルムを製造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。
ルムの機械的送り方向の線膨張係数(a)と該機械的送
り方向と直交する方向の線膨張係数価)の比(a/b)
が0.2以上1.0未満であり、前記機械的送り方向の
線膨張係数が0.4〜2.OXl0−5℃であることに
ある。
整数を表し、m/n=0.1〜100の値をとる。)で
表される反復単位を90%以上含むポリイミドフィルム
であることにある。
製造方法において、フィルムを機械的送り方向に1.0
〜1.5倍に延伸し、且つ該機械的送り方向と直交する
方向に0.5〜0.99倍に延伸することにある。
上述したところは省略する。
けるエツチング工程前後において、FPCの寸法変化を
非常に小さくするには、ベースフィルムである樹脂フィ
ルムを次の条件を満たすように製造することが必要であ
る。
ルムの伸びとフィルムの熱膨張による伸びの和か銅箔の
熱膨張による伸びと等しいことが必要であり、TD力方
向関しては、テンションによりMD力方向延伸させられ
ることによるフィルムの縮みと熱膨張による伸びの和か
銅箔の熱膨張による伸びと等しいことが必要である。つ
まり、次式を満たすことが必要である。
フィルムの熱膨張による伸び) =(銅箔の熱膨張による伸び) TD力方向 (MD力方向延伸させることによるフィ
ルムの縮み) +(フィルムの熱膨張による伸び) =(銅箔の熱膨張による伸び) かかる条件を満たすためには、フィルムの線膨張係数に
関して、MD力方向小さくTD力方向大きいこと、すな
わちMD力方向線膨張係数(a)とTD力方向線膨張係
数(ハ)の比(a/b)が0.2以上1.0未満、好ま
しくは0.2以上0.8以下、更に好ましくは0.25
以上0.6以下であることが望ましい、なお、比(a/
b)が0.2未満であってもよいが、事実上そのように
異方性を持ったフィルムを製造することは困難である。
係数をいう。
数(約1.68xlO−”c−’)以下、すなわち0.
5XIO−5℃−’以上2.OXl0−’″c −1以
下、好ましくは0.5 Xl0−%”c −1以上1.
8 Xl0−5℃−’以下、更に好ましくは0.6 x
lO−5℃−’以上1.4 Xl0−’″c−1c−1
以下とが好ましい。MD力方向線膨張係数(a)は0.
5 Xl0−S′C−’未満であってもよいが、線膨張
係数の小さいフィルムは弾性率も大きくなり、テンショ
ンにより伸びないので、テンションによるフィルムの伸
びとフィルムの熱膨張による伸びの和か銅箔の熱膨張に
よる伸びよりもかなり小さくなるのであまり好ましくな
い。
方向よって異なる異方的にさせるためにはフィルム製造
時に、フィルムをMD力方向1.0〜1.5倍に、好ま
しくは1.1〜1.4倍に、更に好ましくは1.1〜1
.3倍に延伸させるとともに、TD力方向0.5〜0.
99倍に、好ましくは0.6〜0.9倍に、更に好まし
くは0.6〜0.8倍に延伸させることにより達成され
る。
ムやポリアミドフィルムなどの反応硬化型樹脂フィルム
はそれらの前駆体がエンドレスベルトやキャスティング
ドラムなどに流延、塗布されて、少なくとも自己支持性
を備える程度に反応硬化させられた後、ベルトなどから
剥離させられる0次いで、剥離させられた自己支持性フ
ィルムはフィルムの端部を保持して更に反応硬化させる
とともに反応生成物や溶媒が蒸散させられる。その際、
フィルムの厚さ方向だけでなくMD力方向びTD力方向
フィルムが収縮させられるため、元の寸法に対してそれ
ぞれ所定の倍率に延伸させられるのである。
MD力方向TD力方向それぞれについて異なる値を備え
ていて、前述の式をほぼ満足させることができる。した
がって、このフィルムを用いて製造されたFPCはエツ
チング工程の前後における寸法変化がほとんどなく、高
密度実装が可能なFPCを得ることができる。
異なる樹脂フィルムや、またその製造方法はポリイミド
フィルムやポリアミドフィルムに限定されず、反応硬化
型樹脂フィルムに対して適用し得るものであるが、次に
最も好ましい実施態様を示す。
式 り、R2は水素原子または1価の置換基であり、冒nは
整数を表し、m/n=0.1〜100の値をとる。)で
表される反復単位を90%以上含むものが好ましい。
ピロメリット酸又はその酸二無水物、33’ 、4.4
’−ビフェニルテトラカルボン酸またはその酸二無水物
、3.3’ 、4.4’−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸又はその酸二無水物である。しかし、2,3.3’
、4’−ビフェニルテトラカルボン酸又はその酸二無
水物、2.2’ 、3.3’−ビフェニルテトラカルボ
ン酸又はその酸二無水物、ナフタレン−L2,5.6−
テトラカルボン酸又はその酸二無水物、ナフタレン−2
,3,6,7−テトラカルボン酸又はその酸二無水物、
2,3.3’ 、4’−ベンゾフェノンテトラカルボン
酸又はその酸二無水物、あるいはそれらの酸のエステル
化物、酸塩化物などの酸誘導体が一部使用されても良い
。
合体溶液を製造する具体例を以下にしめすが、他のポリ
イミド共重合体を用いてもよい。
好ましい。
ジアミン(b) 、 (c)の和が実質等モルになるよ
うに極性溶媒中で反応させる方法、この方法によりラン
ダム共重合体を得ることができる。
しながら過剰の芳香族テトラカルボン酸二無水物(a)
を−気に加え、両末端に酸無水物化物基を有するプレポ
リマーとする0次いで、((a)−(b))モルに相当
する芳香族ジアミン(c)を加える方法。
である共重合体を得ることができる。
く、また異種のポリアミック酸を混合してもよい。但し
、(2)の方法で得たポリイミド共重合体を用いるのが
物性上好ましい。
ルエーテルと一般式 (Rt:前記と同様) で表される芳香族ジアミンが使用されるが、この一般式
で示される芳香族ジアミンとしてはバラフェニレンジア
ミン、 1,4′−ジアミノ−2−フルオロ−ベンゼン
、1.4’−ジアミノ−2−クロローヘンゼン、1.4
′−ジアミノ−2−ブロモ−ベンゼン、14′−ジアミ
ノ−2−メチル−ベンゼン、1,4′ジアミノ−3−フ
ルオロ−ベンゼン、1,4′−ジアミノ−3−クロロ−
ベンゼン、14′−ジアミノ−3−ブロモ−ベンゼン、
1.4′−ジアミノ−3−メチル−ベンゼン、1.4′
−ジアミノ−26−シフルオローベンゼン、l、4′−
ジアミノ−2,6−ジクロロ−ベンゼン、 1.4′−
ジアミノ−26−ジプロモベンゼン、 1.4′−ジア
ミノ−2,6−シメチルヘンゼン、1,4′−ジアミノ
−25−ジフルオロベンゼン、1.4’−ジアミノ−2
5−ジクロローヘンゼン、1.4′−ジアミノ−2,5
−ジブロモ−ベンゼン、1.4′−ジアミノ−2,5−
ジメチルーヘンゼン、1.4′−ジアミノ−23−ジフ
ルオロ−ベンゼン、 1.4′−ジアミノ−2,3−ジ
クロローヘンゼン、1.4′−ジアミノ−2,3−ジブ
ロモ−ヘンゼン、14′−ジアミノ−2,3−ジメチル
−ベンゼン等をあげることができる。これらの中では特
にパラフェニレンジアミンが物性上好ましい。
ジメトキシ−4,4′−ジアミノビフェニル、3.3′
−ジメチル−4,4′−ジアミノビフェニル、3.3′
−ジクロロ−4,4′−ジアミノビフェニル、4,41
−ジアミノパラターフェニル−4,4′−ビス(4−ア
ミノフェノキシ)ビフェニル、4.4′−ジアミノジフ
ェニルスルホン、3.3′−ジアミノジフェニルスルホ
ン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル1ス
ルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル
1 スルホン、ビス[4−(2−アミノフェノキシ)フ
ェニルlスルホン、1,4−ビス(4アミノフエノキシ
)ベンゼン、1.3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベ
ンゼン、1.3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼ
ン、1.4−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、ビ
ス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニルlエーテル
、4.4’−ジアミノジフェニルメタン、ビス(3−エ
チル−4−アミノフェニル)メタン、ビス(3−メチル
−4−アミノフェニル)メタン、ビス(3−クロロ−4
−アミノフェニル)メタン、2、2’ 、5.5’−テ
トラクロロ−4,4′−ジアミノビフェニル、4.4
’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3′−ジアミ
ノジフェニルエーテル、3.4−ジアミノジフェニルエ
ーテル、4.4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4
′−ジアミノビフェニル、4.4′−ジアミノオクタフ
ルオロビフェニル、2,4′−ジアミノトルエン、メタ
フェニレンジアミン、2.2−ビス[4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル] プロパン、2.2−ビス[4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル1ヘキサフルオロ
プロパン、2,2ビス(4−アミノフェニル)プロパン
、2,2−ビス(4−アミノフェニル)へキサフルオロ
プロパン、2.2−ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノ
フェニル)プロパン、2.2−ビス(3−ヒドロキシ−
4−アミノフェニル)へキサフルオロプロパン、9,9
−ビス(4−アミノフェニル)−10−ヒドロ−アント
ラセン、オルトトリジンスルホン、3.3 ’ 、4.
4’−ビフェニルテトラアミン、3.3 ’ 、4.4
’−テトラアミノジフェニルエーテルなどの多価アミン
化合物の一部使用も可能である。
使用される有機極性溶媒としては、たとえばジメチルス
ルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド
系溶媒、N、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジエ
チルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、N、N−
ジメチルアセトアミド、N。
N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリ
ドンなどのピロリドン系溶媒、フェノール、0−2謡−
1又ハp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェ
ノール、カテコールなどのフェノール系溶媒、あるいは
へキサメチルホスホルアミド、Tブチロラクトンなどを
挙げることができる。これらを単独に又は混合物として
用いるのが好ましいが、更にはキシレン、トルエンのよ
うな芳香族炭化水素の使用も可能である。ポリアミック
酸共重合体は上記の有機極性溶媒中に5〜40重量%、
好ましくは10〜30重量%溶解されているのが取扱い
の面からも好ましい。
アミック酸)を有機極性溶媒に溶解させた溶液(フェス
)となし、その溶液を支持体であるエンドレスベルトあ
るいはキャリアフィルム上に流延し、溶媒を除去するた
めに約50〜150″Cの温度で約1〜60分間乾燥さ
せ、自己支持性ポリアミック酸膜とされる。
する前に、イミド化を促進するために化学量論以上の脱
水剤と触媒量の第3級アミンを混合させておいても良い
し、あるいは加熱のみによりイミド化を行わせても良い
。物性上、脱水剤と触媒量の第3級アミンを加える化学
的脱水法の方が好ましい。なお脱水剤としては、たとえ
ば無水酢酸などの脂肪族酸無水物、芳香族酸無水物など
が挙げられる。また、触媒としては、たとえばトリエチ
ルアミンなどの脂肪族第3級アミン類、ジメチルアニリ
ンなどの芳香族第3級アミン頻、ピリジン、ピコリン、
イソキノリン、キノリンなどの複素環式第3級アミン類
などが挙げられる。
した後、更にその自己支持性ポリアミック酸膜の端部を
ビンなどにより固定して50〜550°Cの温度で熱処
理が施されながら、MD力方向は1.0〜1.5倍に、
TD力方向は0.5〜0.99倍に延伸させられる。
550°Cの温度範囲で徐々に加熱することによりイミ
ド化させ、冷却後固定しているビンなどより取り外して
、本発明の芳香族ポリイミド重合体フィルムが得られる
。
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、修正、訂正を加えたB様で実施し得るものであり
、いずれも本発明の範囲に入るものである。
メチルホルムアミド)と、0.36モルのODA (4
,4’−ジアミノジフェニルエーテル)をとり、ODA
が完全に溶解するまで室温で撹拌した。この溶解液中に
0.6モルのPMDA (無水ピロメリット酸)を溶液
の昇温を抑えながら徐々に添加し、プレポリマーを得た
。なお、DMFの使用量はジアミノ化合物及び芳香族テ
トラカルボン酸化合物のモノマー仕込濃度が18重量%
となるようにした0次に、0.24モルのP−PDA(
バラフェニレンジアミン)をDMFに溶解させた20重
量%の溶液を徐々に添加することにより、ポリアミック
酸溶液を得た。
リアミック酸溶液に混合させた後で、ガラス板上にその
溶液を流延塗布し、約80°Cで約90秒間乾燥させた
後、ポリアミック酸塗膜がガラス板より剥した。その膜
を支持枠に固定して約100℃で約90秒間加熱した後
、MD力方向1.3倍に、TD力方向0.6倍に延伸さ
せた。
00°Cで約30秒間、約400℃で約30秒間、約4
50°Cで約30秒間、約500°Cで約3分間加熱し
て、約25ミクロンのポリイミド共重合体膜を得た。
ント配線板(FPC)を作成し、エツチング前後の寸法
変化率を調べた。その結果と、ポリイミド共重合体膜の
MD力方向TD力方向れぞれの線膨張係数を第1表に示
す。
−FC−241,1の方法に準して測定した。また、線
膨張係数は理学電気株式会社製、TMS−100型熱機
械分析装置を用い、昇温速度10°C/分で100〜2
00℃の温度範囲で測定し、次式によって算出した。
D力方向1.2倍、TD力方向0.8倍にそれぞれ延伸
させてポリイミド共重合体膜を得た。
ント配線板(FPC)を作成し、エツチング前後の寸法
変化率を調べた。その結果と、ポリイミド共重合体膜の
MD力方向TD力方向れぞれの線膨張係数を第1表に示
す。
D力方向1.0倍、TD力方向0.9倍にそれぞれ延伸
させてポリイミド共重合体膜を得た。
ント配線板(FPC)を作成し、エツチング前後の寸法
変化率を調べた。その結果と、ポリイミド共重合体膜の
MD力方向TD力方向れぞれの線膨張係数を第1表に示
す。
だし、MD力方向びTD力方向いずれの方向にも原寸法
に保持させた。
ブルプリント配線板(FPC)を作成し、エンチング前
後の寸法変化率を調べた。その結果と、ポリイミド共重
合体膜のMD力方向TD力方向れぞれの線膨張係数を第
1表に示す。
ホルムアミド)を入れ、その中に0DA(4,4’−ジ
アミノジフェニルエーテル)とρ−PDA(パラフェニ
レンジアミン)をモル比が25ニア5になるようにとり
、ジアミノ化合物が完全に熔解するまで室温で攪拌した
。次に、BPDA(3,3,4,4’−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物)で重合させ、18重量%のポリ
アミック酸共重合体溶液を得た。このポリアミック酸共
重合体溶液を用い、実施例1と同様の方法で約25ミク
ロンのポリイミド共重合体膜を得た。
ブルプリント配線板(FPC)を作成し、エツチング前
後の寸法変化率を調べた。その結果と、ポリイミド共重
合体膜のMD力方向TD力方向れぞれの線膨張係数を第
1表に示す。
DAを共重合させ、18重量%のポリアミック酸溶液を
得た。このポリアミック酸溶液を用い、実施例1と同様
の方法で約25ミクロンのポリイミド共重合体膜を得た
。
ブルプリント配線板(FPC)を作成し、エンチング前
後の寸法変化率を調べた。その結果と、ポリイミド共重
合体膜のMD力方向TD力方向れぞれの線膨張係数を第
1表に示す。
フィルムの機械的送り方向における線膨張係数と機械的
送り方向と直交する方向の線膨張係数とを所定の範囲内
に異ならしめているため、フレキシブルプリント配線板
(FPC)の製造工程におけるエツチング工程前後の寸
法変化が小さく、特に高密度実装用フレキシブルプリン
ト配線板用フィルムのベースフィルムとして非常に有用
なものである。
向にそれぞれ異なる倍率で延伸させる操作によって、そ
れぞれの方向の線膨張係数が異なる樹脂フィルムを得る
ことができ、低コストで高品質のフィルムを提供するこ
とが可能となるなど、本発明は優れた効果を奏する。
Claims (3)
- (1)フィルムの機械的送り方向の線膨張係数(a)と
該機械的送り方向と直交する方向の線膨張係数(b)の
比(a/b)が0.2以上1.0未満であり、前記機械
的送り方向の線膨張係数が0.4〜2.0×10^−^
5℃^−^1であることを特徴とする樹脂フィルム。 - (2)前記請求項第1項に記載する樹脂フィルムが一般
式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、R_1は▲数式、化学式、表等があります▼
、▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、化学
式、表等があります▼であり、R_2は水素原子または
1価の置換基であり、m_1nは整数を表し、m/n=
0.1〜100の値をとる。)で表される反復単位を9
0%以上含むポリイミドフィルムであることを特徴とす
る樹脂フィルム。 - (3)前記請求項第1項又は第2項に記載する樹脂フィ
ルムの製造方法において、フィルムを機械的送り方向に
1.0〜1.5倍に延伸し、且つ該機械的送り方向と直
交する方向に0.5〜0.99倍に延伸することを特徴
とする樹脂フィルムの製造方法。
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