JPH04334090A - フレキシブル印刷回路板の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、接着剤を用いないポリ
イミド絶縁被覆を有し、耐熱性に優れたフレキシブル印
刷回路板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のフレキシブル印刷配線板（以下Ｆ
ＰＣと略す）は、ベースフィルムと導体層を接着剤層に
よって接着した基材、あるいは導体上に直接ポリイミド
層を形成した基材を用い、導体層の不要な部分をエッチ
ング除去して複数の導体配線を形成し、絶縁フィルムに
接着剤層を形成したものに複数の導体配線の接続に必要
な部分に該当する位置に金型やドリルによって窓を加工
し、位置を合わせて重ね合わせた後、加熱・加圧を行っ
て積層一体化して回路板としている。

【０００３】しかし、広く一般的に使用されているこの
方法では、加工時における接着剤のしみ出しが高密度配
線の妨げとなり、また接着剤層自身の耐熱性が、ベース
フィルムあるいは導体上に直接形成したポリイミド層に
比べて著しく低いため、ＦＰＣとしての耐熱性が接着剤
層の耐熱性によって決められてしまうという欠点を有し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、接着剤層を
持たない２屑フレキシブル基板上に特定の組成の熱可塑
性ポリイミド絶縁被覆を接着剤を用いずに直接形成し、
高密度配線を可能とし、耐熱性が著しく優れたＦＰＣの
製造方法を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、３，３’，４
，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（以下Ｂ
ＰＤＡと略す）を必須成分とし、３，３’，４，４’−
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（以下ＢＴＤ
Ａと略す）及び／又はビス（３，４−ジカルボキシフェ
ニル）エーテル二無水物（以下ＯＤＰＡと略す）を０〜
５０モル％含む酸二無水物成分と、一般式（Ｉ）

【００
０６】

【化２】

【０００７】で表される芳香族ジアミンの１種またはそ
れ以上と１，３−ビス−３−（アミノフェノキシ）ベン
ゼン（以下ＡＰＢと略す）との比が７０：３０〜９０：
１０である芳香族ジアミンからなるポリアミック酸のワ
ニスを用いてポリイミドフィルムを作製し、このフィル
ムに所定の開孔部を設けた後、ポリイミドフィルム上に
回路が形成されたフレキシブル回路板上に位置合わせし
て重ね、加熱・加圧によって、接着剤を使用せずにポリ
イミド絶縁フィルムを形成することを特徴とする絶縁被
覆付フレキシブル印刷配線板の製造方法である。

【０００８】本発明で用いるポリアミック酸のワニスは
、フィルム形成能があり、金属箔との密着性が優れ、熱
可塑性があればよいが、上述したようなポリアミック酸
を用いるのが最も目的にかなっている。一般式（Ｉ）の
芳香族ジアミンとＡＰＢとの比は７０：３０〜９０：１
０であるが、ＡＰＢが１０より少ないと接着性に劣り、
３０より多いと寸法変化が大きくなってしまう。

【０００９】本発明においては酸二無水物成分としてそ
の他の酸、例えば、ピロメリット酸二無水物、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’−Ｐ−テルフェニルテトラカルボン酸
二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン
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’−ヘキサフルオロイ
ソプロピリデンビス（フタル酸無水物）等を併用するこ
とが出来る。

【００１０】またジアミン成分としてはその他のアミン
、例えば２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）
フェニル］プロパン、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メタン、３，３
’−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を
併用することができる。

【００１１】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）０．９
０〜１．００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。１．００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。

【００１２】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
。この有機極性溶媒は、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、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
独または組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。

【００１３】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
開環し、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。

【００１４】本発明において、ポリイミドフィルムを作
製するには、ポリアミック酸溶液を金属箔や離型フィル
ム等の離型基体にロータリーコーター、ナイフコーター
、ドクターブレード、フローコーター等の公知の塗布手
段で５０〜１０００μｍの均一な厚さに流延塗布する方
法がとられる。

【００１５】加熱によるポリアミック酸溶液の溶媒除去
は、ポリイミド皮膜が形成される以前に、始めから強い
加熱を行うと、粗面となったりひきつったりするので、
加熱は低温から徐々に高くする様にした方が好ましい。 例えば、１００℃から３５０℃まで０．５時間以上かけ
て連続的に加熱する。０．５時間未満であると膜厚にも
よるが、脱溶媒が不充分であったり、イミドの閉環が不
充分で特性が発揮されないことがある。また例えば、１
００℃で３０分、次いで１５０℃で３０分、２００℃で
３０分、２５０℃で３０分、３００℃で３０分、３５０
℃で３０分という具合に段階的に昇温してもよい。加熱
雰囲気も空気中でさしつかえない場合もあるが金属箔と
して銅箔など酸化され易い金属箔を用いる場合は減圧下
ないしは不活性ガスを流しながら非酸化性状態下に行う
方が好ましい。この様にして形成されたポリイミド皮膜
層は一般的に１０〜２００μｍである。

【００１６】一方、離型フィルム上に半硬化状態のポリ
アミック酸フィルムを形成し、次いでイミド化して得る
こともできる。ポリアミック酸フィルムは、離型フィル
ム上端から１〜１００μｍの均一な厚さに流延塗布した
後、加熱乾燥することにより得ることが出来る。また、
離型フィルム上に半硬化させたポリアミック酸フィルム
を形成させ、さらに同一組成または異なる組成の他の離
型フィルム上に形成されたポリアミック酸フィルムをア
ミック酸フィルム面を合わせて、必要によりこの間にア
ミック酸フィルムを所定の枚数挿入し、２枚以上同時に
加熱・圧着し、厚みの厚いポリアミック酸フィルムを得
ることも出来る。

【００１７】即ち、離型フィルム上にポリアミック酸溶
液を塗布し、タックフリー状態になるまで乾燥し、ポリ
アミック酸フィルムを形成する。その後、ポリアミック
酸フィルム面を重ね合わせ、ポリアミック酸フィルム同
士を加熱・圧着し、最初に塗布・乾燥した厚みの整数倍
のポリアミック酸フィルムを作製する。このとき、必要
に応じてポリアミック酸の面同士を重ねられるように、
離型フィルムを剥離したポリアミック酸フィルムを所定
の枚数間に挿入してより厚いポリアミック酸フィルムを
得ることも出来る。また圧着後片側の離型フィルムを剥
し、同様のことを繰り返して更に厚いものを得ることも
出来る。

【００１８】本発明において、ポリイミドフィルムに開
孔部を設ける方法としては、打ち抜き、切断、アルカリ
エッチング、レーザー等を用いることが出来る。

【００１９】本発明において、ポリイミドフィルムと回
路板とを加熱・圧着する条件としては、プレス形式の場
合は３００〜５００℃、５〜１００ｋｇ／ｃｍ２、５〜
３０分、ロール式ラミネータの場合は３００〜５００℃
、１〜５０ｋｇ／ｃｍ、０．１〜１０ｍ／分の条件が適
当であり、特に温度としてはポリイミドフィルムの乾燥
温度より５０〜１００℃高い、温度で実施することが望
ましい。

【００２０】導体層として用いることのできる材料とし
ては、銅、アルミニウム、ニッケル等の単体の金属箔に
加え、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等の金属
箔が挙げられる。

【００２１】

【作用】本発明は、熱可塑性ポリイミドフィルムを用い
、孔加工を行い、回路を施した２層フレキシブル基板上
と加熱・圧着することにより、容易にかつ安価に、生産
性・収率よく、接着剤を使用せずにポリイミド絶縁フィ
ルムを形成することを特徴とする絶縁被覆付高耐熱フレ
キシブル印刷回路板を得ることができる。

【００２２】

【実施例】

（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つ口セパラブルフ
ラスコにＡＰＢ０．０１モル、１，４−ジメチル−２，
５−ジアミノベンゼン０．０６モル、ｐ−フェニレンジ
アミン０．０３モルをとり、これに無水のＮ−メチル−
２−ピロリドン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工程にわたり流してお
いた。次いで、精製したＢＰＤＡ０．０７モル、ＢＴＤ
Ａ０．０３モルを攪拌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時間攪拌し反応を終了してポリアミック酸溶液を得
た。

【００２３】このポリアミック酸溶液を用い、離型フィ
ルム上にスピンナーで塗布し、加熱・乾燥して、厚みが
５０μｍのポリイミドフィルムを得た。金型を用いて孔
加工を行った後、回路加工された２層フレキシブル印刷
回路板に上記加工をしたポリイミドフィルムを重ね合わ
せ、３８０℃、５０ｋｇ／ｃｍ２、１２分加熱・圧着を
行い、絶縁被覆を持つ２層回路板を得た。

【００２４】このものの銅箔とのピール強度（測定用に
設けられた部分により）、半田耐熱性、銅箔の表面接続
部におけるしみ出し量を調べた。銅箔とのピール強度は
ＪＩＳＣ５０１６に準拠した方法で、半田耐熱性は３０
０℃に加熱した半田槽に一定時間浮かべ、カバーフィル
ムの剥離の有無で、耐折性についてはＭＩＴ耐折試験０
．８Ｒで銅箔が切断するまでの回数を、しみ出し量につ
いては直径５ｍｍで開口しているべき表面接続用穴の直
径の減少量で調べた。これらの結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】（比較例２）実施例１と同様な装置及び方
法で、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル０．１モ
ルとピロメリット酸二無水物０．１モルからなるポリア
ミック酸溶液を得た。その後は、実施例１と同様の方法
で両面２層基板の作製を試みたが、銅箔と熱圧着しても
全く接着しなかった。

【００２７】

【発明の効果】本発明に基づく、接着剤を使用せずに複
数の導体配線の上に直接特定のポリイミド絶縁被覆を形
成したＦＰＣの製造方法によって、高密度の配線が可能
となる。更に接着剤を使用せずにベースフィルム、複数
の導体配線の上にポリイミド絶縁被覆を直接形成するこ
とから、非常に優れた耐熱性及び耐折性を有するＦＰＣ
を製造することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　３，３’，４，４’−ビフェニルテト
   ラカルボン酸二無水物を必須成分とし、３，３’，４，
   ４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物及び／
   又はビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二
   無水物を０〜５０モル％含む酸二無水物成分と、一般式
   （Ｉ） 【化１】 で表される芳香族ジアミンの１種またはそれ以上と１，
   ３−ビス−３−（アミノフェノキシ）ベンゼンとの比が
   ７０：３０〜９０：１０である芳香族ジアミンとを反応
   させてなるポリアミック酸のワニスを用いてポリイミド
   フィルムを作製し、該フィルムに所定の開孔部を設けた
   後、ポリイミドフィルム上に回路が形成されたフレキシ
   ブル回路板上に位置合わせして重ね、加熱・加圧するこ
   とを特徴とする絶縁被覆付フレキシブル印刷回路板の製
   造方法。