JPH07102662B2 - フレキシブル印刷回路用カバーレイフィルムの製造方法 - Google Patents

フレキシブル印刷回路用カバーレイフィルムの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はプリント回路等に使用される寸法安定性良好な
ポリイミド系フレキシブル印刷回路用カバーレイフィル
ムの製造方法に関するものである。
(従来の技術とその問題点) 近年エレクトロニクス製品の軽量化、薄肉化、高機能化
にともない、プリント回路基板の需要が多くなり、中で
もフレキシブル印刷回路はその使用範囲が広がり益々そ
の需要が伸びている。最近はプリント回路の高性能化、
ファインパターン化が進み、プリント回路の大型のもの
が増えると共に、プリント基板およびプリント回路の保
護および強度向上を目的としたカバーレイフィルムの寸
法安定性が益々要求されるようになってきた。このフレ
キシブル印刷回路用カバーレイフィルムに使用されるポ
リイミドフィルムは吸湿性が高く、湿度が高くなると伸
び、また銅箔、離型材等との積層時にフィルムの張力を
強く、、かつ熱ロールによる積層時の温度を高くすると
寸法安定性良好なカバーレイフィルムが得られない。こ
のため、回路作成時の寸法精度が出ず、かつ反りが発生
する等の原因により、ファインパターン化及び大型プリ
ント回路の製造が困難である。また、ポリイミドフィル
ム自体の寸法変化率が大きく、その原反のロット間にも
バラツキがあり、かつ製造されたカバーレイフィルムに
も積層条件等により寸法変化率が大きく変動し、そのロ
ット間のバラツキも著しかった。従って回路設計段階で
予めプリント回路基板およびカバーレイフィルムの寸法
変化率を見込んでおいても、特にカバーレイフィルム加
工段階でズレが生じたり、またプレス加工後に熱収縮率
の差により反り(カール)が発生する等の問題が生じ、
収率が低下する。本発明は上記問題点を一挙に解決し、
寸法安定性良好な品質の安定したポリイミド系フレキシ
ブル印刷回路用カバーレイフィルムの製造方法を提供す
るものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明者等は上記問題点を解決するために鋭意検討した
結果、 半硬化状態の熱硬化性接着剤付きポリイミドフィルムと
離型用の表面材とを積層してフレキシブル印刷回路用カ
バーレイフイルムを製造するに際し、 1)該ポリイミドフィルムの試験熱処理条件である150
℃×30分間の熱処理後の寸法変化率を、MD方向およびTD
方向共に−0.05〜+0.05%の範囲内とし、次いで、片面
に熱硬化性接着剤を塗布して半硬化状態とした後、離型
用の表面材と積層する際に、2)該ポリイミドフィルム
のMD方向の引張強さを250g/mm2以下とし、3)該ポリイ
ミドフィルム側加熱ロール温度を100℃以下とすること
により、プリント回路作成時に寸法変化の著しく少な
く、かつバラツキの小さいフレキシブル印刷回路用カバ
ーレイフィルムを製造する方法を見出し、本発明を完成
するに至った。
次に本発明を詳細に説明する。
まず本発明で使用するポリイミドフィルムは市販のロー
ル物で良く、厚さ12.5〜125μm、幅500〜1016mmが一般
的である。このポリイミドフィルムは吸湿し易く、また
流延法等で加熱、縮合反応により製造されるので寸法変
化率が大きく、フィルムロール毎にそのバラツキも大き
い。従ってそのまま積層すると積層品の寸法変化率も大
きく、そのバラツキも大きくなりがちである。
本発明で使用するポリイミドフィルムは、試験熱処理条
件である150℃×30分間熱処理を行ない、寸法変化率がM
D方向(ロールフィルムの巻出し方向)およびTD方向
(ロールフィルムの幅方向)が共に−0.05〜+0.05%の
範囲内にあることが必要であり、この範囲外にあると、
製造されたカバーレイフィルムの寸法変化率が大きく、
また、そのバラツキも著しく、フレキシブル印刷回路に
加熱圧着させた際にカールを生ずる。
ここにいうポリイミドフィルムの寸法変化率はIPC FC 2
41の方法に準じて測定する。即ちポリイミドフィルムを
150℃×30分間の条件下で熱処理した後のMDおよびTD方
向の寸法変化率を共に−0.05〜+0.05%にすることが必
要である。
この条件を満たすポリイミドフィルムの製造方法として
は、ポリイミドフィルムを予め無機ガスの低温プラズマ
により表面処理を施すか、使用前に80〜200℃で充分熱
処理するか、あるいは両者を併用する方法があり、積層
前のポリイミドフィルム原反の寸法変化率を小さく抑え
ることが出来る。特に無機ガスの低温プラズマによる表
面処理と熱処理を併用するのが好ましい。
この低温プラズマ処理方法としては、減圧可能な低温プ
ラズマ処理装置内にポリイミドフィルムを通し、装置内
を無機ガスの雰囲気として圧力を0.001〜10トル、好ま
しくは0.01〜1トルに保持した状態で、電極間に0.1〜1
0kv前後の直流あるいは交流を印加して、グロー放電さ
せることにより、無機ガスの低温プラズマを発生させ、
ポリイミドフィルムを移動させながら表面を連続的にプ
ラズマ処理する。該処理時間は概ね0.1〜10秒とするの
が好ましい。無機ガスとしてはヘリウム、ネオン、アル
ゴン等の不活性ガス、酸素、窒素、一酸化炭素、空気等
が使用される。
次に熱処理については熱風循環式のオーブン、赤外線等
により温度80〜200℃の下、適宜選択された処理時間で
乾燥され、これによりポリイミドフィルムの水分および
歪の除去等ができる。
ポリイミドフィルムに塗布される熱硬化性接着剤として
は接着強度が高く、半田等の使用に耐え、かつカバーレ
イフィルムとプリント回路基板のプレス成形時に、プリ
ント回路を充分に埋め込む適切な樹脂の流れ、半硬化状
態での保存安定性が要求される。これにはエポキシ−NB
R系樹脂、NBR−フェノール系樹脂、エポキシ−ナイロン
系樹脂、エポキシ−ポリエステル系樹脂、エポキシ−ア
クリル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド−エポキシ
−フェノール系樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン系樹
脂等が例示される。接着剤の塗布厚さは乾燥状態で10〜
50μmが好ましい。
本発明で使用する離型用の表面材としては熱硬化性接着
剤と離型性のあるプラスチックフィルムあるいは紙が使
用される。具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、
TPX(ポリメチルペンテン樹脂、三井石油化学工業
(株)製商品名)、PET等のプラスチックフィルムが例
示される。また、紙の片面または両面にPE、PP、TPX等
のフィルムを貼り合わせたもの、あるいはアクリル、塩
化ビニリデン等の合成樹脂を含浸させたものでも良い。
なお必要に応じて離型製を良くするためにシリコーン系
離型剤により処理することも出来る。離型用の表面材の
厚さとしてはハンドリング性、穴開け加工性、金型打ち
抜き性等を考慮して10〜150μm位が好ましい。
次に上記低温プラズマ表面処理および/または熱処理済
みポリイミドフィルムと離型用の表面材との積層方法に
ついて説明する。一般的にはポリイミドフィルムに熱硬
化性接着剤をロールコーター等により塗布し、インライ
ンドライヤーで溶剤を蒸発除去し半硬化の状態にした
後、加熱した熱ロールにより表面材と熱圧着することに
より、連続的にカバーレイフィルムを製造する。
本発明ではこの寸法変化率を制御したポリイミドフィル
ムに熱硬化性接着剤を塗布し、これを半硬化状態とした
ものと表面材との貼り合わせ工程において、該フィルム
のMD方向の引張り強さを250g/mm2以下に抑え、かつ加熱
ロール温度をポリイミドフィルム側で100℃以下とし、
低張力、低温度で積層を行うのが特徴である。この条件
により、伸びを少なくした状態でかつフィルムにしわを
発生させずに、寸法変化率の低い、外観のすぐれたカバ
ーレイフィルムを製造することができる。なおこの際該
ポリイミドフィルムの引張り強さが250g/mm2を越える
と、フレキシブル印刷回路基板の回路側にカバーレイフ
ィルムを加熱圧着して積層する際に、カールを生じた
り、寸法収縮率が大きくなる。特に12.5μm、25μm等
の薄いフィルムでは著しい。また積層時のロール温度に
ついても100℃以上では寸法変化率が大きくなり、しわ
が発生し、あるいは表面材と半硬化状態の接着剤間のタ
ックが強くなり過ぎたり、接着剤硬化が進み過ぎる等の
問題が生ずる。このようにして積層したカバーレイフィ
ルムはロール状に巻き取って製品とする。なおカバーレ
イフィルムは最終的には、回路設計に応じてドリル加工
等を行ない、表面材を剥し、フレキシブル印刷回路基板
(以下FPCと省略する)とプレス加工するが、この際、
前述したように本発明の特定条件以外の高張力、高温
で、ポリイミドフィルムを伸ばした状態で表面材と積層
したカバーレイフィルムは、カールしたり、表面材を剥
がした時に、半硬化状態の接着剤付きポリイミドフィル
ムが収縮し、FPCとの位置合せがずれてしまうという問
題を発生し易い。
以下本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明
はこれらに限定されるものではない。これらの各例に共
通した原料フィルム、製品カバーレイフィルムの物性測
定および評価方法は次の通りである。
物性測定および評価方法 1.ポリイミドフィルムの寸法変化率 IPC FC 241に準じポリイミドフィルムの熱処理後の寸法
変化率(%)(本明細書第5頁参照)を測定する。
熱処理条件:150℃×30分間とする。
2.カバーレイフィルムの寸法変化率 IPC FC 241に準じて行う。
[表面材除去後の寸法変化率] まず表面材除去後の寸
法変化率(%)を測定する。
[熱処理後の寸法変化率] 次に熱処理(150℃×30
分)後の寸法変化率(%)を測定する。
3.カバーレイフィルムのカール(反り量) 300×300mmサイズのカバーレイフィルムのサンプルを、
定盤上で四隅の反りの高さを測定し、その平均値を反り
量(mm)とする。
4.FPCのカール フレキシブル銅張り積層板GAS33S42(信越化学製商品
名)をエッチングにより銅箔を除去し、これにカバーレ
イフィルムをプレス成型により加熱圧着し、形状300×3
00mmのサンプルを作成する。プレス条件は温度160℃、
圧力30kg/cm2、加熱時間30分とする。
反り量の測定は上記サンプルを25±5℃、RH60±10%
下、2時間放置後、定盤上にカバーレイフィルム側を上
にして水平に置き、四隅の反りの高さを測定し、その平
均値を反り量(mm)とする。
5.カバーレイフィルムの外観検査 ○:シワの発生なし ×:シワの発生あり (実施例1〜10、比較例1〜8) 厚さ12.5μmと25μm、幅508mmのポリイミドフィル
ム:カプトン(デュポン社製商品名)を連続プラズマ処
理装置により毎分50mの速度でプラズマ処理を行った。
条件は真空度0.1トルにて酸素を1/minで供給し、印
加電圧2kv 110KHzで30KW入力した。装置は電極4本を円
筒状に配置し、電極の外側40mmの距離でフィルムを電極
の外周にそって移動させ処理した。一方熱処理はカプト
ンフィルム500m巻きロールを第−1、2に示す温度で12
時間実施した。また上記プラズマ表面処理品について
も、さらに熱処理を施した。これら3種類の処理を施し
たポリイミドフィルム各々について寸法変化率を測定し
第−1に示した。次にこれら処理フィルムの各々につい
てNBR−エポキシ系接着剤を乾燥後の厚さが35μmにな
るようにロールコーターにて塗布し、インラインドライ
ヤーを通して溶剤を除去し半硬化後、表面材として上質
紙80g/m2の両面に20μm厚さのTPXフィルムを貼り合わ
せた離型紙を表−1、2に示したフィルム引張強さおよ
び加熱ロール温度で、線圧20kg/cm、ラインスピード3m/
分で加熱圧着し、ロール状に巻き取った。このフレキシ
ブル印刷回路用カバーレイフィルムを前述の試験方法1
〜5で評価し、その結果を表−1、2に示した。
比較例としては、ポリイミドフィルムのプラズマ・熱未
処理品、積層時の張力の高い条件、積層温度の高い条件
等について併せて実施した。結果を表−2に示す。
(発明の効果) 本発明によれば、印刷回路作成時に寸法変化の著しく少
なく、かうバラツキの小さなフレキシブル印刷回路用カ
バーレイフィルムを製造することができ、産業上極めて
高い利用価値を有する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半硬化状態の熱硬化性接着剤付きポリイミ
    ドフィルムと離型用の表面材とを積層してフレキシブル
    印刷回路用カバーレイフイルムを製造するに際し、 1)該ポリイミドフィルムの試験熱処理条件である150
    ℃×30分間の熱処理後の寸法変化率を、MD方向およびTD
    方向共に−0.05〜+0.05%の範囲内とし、次いで該ポリ
    イミドフィルムの片面に熱硬化性接着剤を塗布して半硬
    化状態とした後、離型用の表面材と積層する際に、 2)該ポリイミドフィルムのMD方向の引張強さを250g/m
    m2以下とし、 3)該ポリイミドフィルム側加熱ロール温度を100℃以
    下とする、 ことを特徴とするフレキシブル印刷回路用カバーレイフ
    ィルムの製造方法。
JP10355090A 1989-04-28 1990-04-19 フレキシブル印刷回路用カバーレイフィルムの製造方法 Expired - Fee Related JPH07102662B2 (ja)

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