JPH11204902A - 接着剤付きフレキシブルプリント板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 従来のフレキシブルプリント回路板では、絶
縁層上に別の樹脂層を設けない状態でフラットになるよ
うに製造されており、このようなフレキシブルプリント
回路板の絶縁層上に接着剤樹脂層を塗布形成すると、カ
ールが発生し、微細回路の加工や、高精度の張り合わせ
が出来ないという問題点がある。 【解決手段】 銅よりも小さな線膨張係数を持つポリイ
ミド樹脂のポリアミド酸溶液からポリアミド酸フィルム
を作製し、銅箔と熱圧着したのち高温でアニールするこ
とによってポリアミド酸を閉環イミド化させてポリイミ
ド付銅箔を得、このポリイミド層上に接着樹脂溶液を流
延塗布乾燥してカールが無く、耐熱性の良い接着剤付き
フレキシブルプリント回路板を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路形成後に、別
の回路基板と張り合わせたり、半導体素子や電気・電子
部品を接着固定することができ、カールが無く、耐熱性
の良い接着剤付きフレキシブルプリント回路板の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フレキシブルプリント回路板は、
銅箔と接着剤付き絶縁フィルムを熱圧着などの方法で張
り合わせたり、銅箔上に直接ポリアミド酸樹脂溶液を塗
布乾燥させて接着剤層の無いポリイミドフレキシブルプ
リント回路板を得る方法で製造されている。また、フレ
キシブルプリント回路板の絶縁層上に接着剤樹脂層を設
け、別のプリント回路板と接着したり、半導体素子や電
子部品を接着固定させたりすることが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな接着剤付きフレキシブルプリント回路板では、次の
ような問題点があった。接着剤付き絶縁フィルムを銅箔
と熱圧着したものでは、絶縁フィルムの接着剤の耐熱が
低いため、絶縁層上に塗布する接着剤として高温での乾
燥が必要となる耐熱の良い接着剤を用いることができな
かった。また、銅箔上に直接ポリアミド酸樹脂を塗布乾
燥させた後にアニールして接着剤層の無いポリイミドフ
レキシブルプリント回路板を得る方法では、耐熱性が良
いので、絶縁層上に塗布する接着剤に、高耐熱接着剤を
使用することができるが、一般に、このような接着剤層
のないポリイミドフレキシブル回路板では、ポリイミド
樹脂上に接着剤を設けない状態でカールがないように設
計されており、絶縁層上に接着剤層を形成すると、樹脂
層を内にして大きくカールが発生してしまい、回路加工
やハンドリングに支障が生じる。

【０００４】そこで本発明は、従来の接着剤付きフレキ
シブルプリント回路板が有する上記の問題を鑑みて、鋭
意研究をした結果なされたものであり、接着剤付きでカ
ールが無く、耐熱性の良い接着剤付きフレキシブルプリ
ント板の製造方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の接着剤付きフレキシブルプリント板の製
造方法は、イミド化後の線膨張係数が銅よりも小さいポ
リイミド樹脂のポリアミド酸溶液からポリアミド酸フィ
ルムを作製し、銅箔と熱圧着して張り合わせる工程と、
得られたポリアミド酸フィルム付き銅箔を高温でアニー
ルしてポリアミド酸を閉環させてポリイミド付き銅箔を
得る工程と、該ポリイミド層上に接着剤樹脂溶液を塗布
乾燥させる工程からなる、ことを特徴としている。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の接着剤付きフレ
キシブルプリント回路板の製造方法の１例をしめす。図
１において、まず離型可能な基材上にポリアミド酸樹脂
溶液を流延塗布し、半乾燥させてポリアミド酸フィルム
をえる。次に、このポリアミド酸フィルムを基材付きの
まま、ポリアミド酸樹脂面を銅箔と対向させて熱圧着
し、その後、基材を剥離する。得られたポリアミド酸フ
ィルム付き銅箔を、乾燥、アニールさせて、ポリアミド
酸を閉環させてポリイミド樹脂にする。さらにこのポリ
イミド樹脂層上に、接着剤樹脂溶液を流延塗布して、接
着剤付きフレキシブルプリント回路板を得る。

【０００７】ポリアミド酸溶液は、ポリイミドの原料と
なる、酸無水物とジアミンとを溶媒中で混合攪拌するこ
とによって得られる。ポリアミド酸を加熱イミド化して
得られるポリイミド樹脂の線膨張係数は、銅箔の線膨張
係数よりも小さいことが必要である。銅箔より線膨張係
数が大きいと、接着剤を塗布したときに銅箔を外にして
カールが発生する。

【０００８】ポリアミド酸溶液を塗布して、ポリアミド
酸フィルムを作製する方法では、ドクターブレード、ナ
イフコータ、バーコータ、カーテンコータ、ダイコー
タ、ロールコータ、リバースコータなどが使用できる。

【０００９】ポリアミド酸を塗布する基材には、金属箔
や樹脂フィルムが使用できるが、ここで得るポリアミド
酸フィルムを後に高温加熱によってイミド化してしてポ
リイミド絶縁層とするため、金属異物が含まれることは
好ましくないので、樹脂フィルムを使用するのが好まし
い。ポリアミド酸フィルムは、半乾燥状態で使用するの
で、通常のポリイミドフィルム作製のような高温をかけ
る必要はないので、樹脂フィルムが使用できる。

【００１０】樹脂フィルムには、ポリイミド、ポリアミ
ドイミド、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン等の樹脂によるフィルムが使用できる。樹脂フィルム
の表面には、各種の離型処理を施してもよい。

【００１１】ポリアミド酸フィルムの乾燥は、溶媒分を
含んだ半乾燥状態で終了することが必要である。半乾燥
時の溶媒含有量は、１％以上２０％未満であることが好
ましい。乾燥しすぎて溶媒分が１％以下に減少すると、
次に銅箔と加熱ラミネートする工程で、十分に接着力が
出ず、フレキシブルプリント板を得ることが出来ない。
乾燥が不十分で溶媒が２０％以上残っていると、加熱ラ
ミネート時に発泡したり、樹脂流動して厚みの不均一を
生じるため、好ましくない。

【００１２】ポリアミド酸フィルムと銅箔をラミネート
する方法には、加熱の出来るロールラミネータが好適に
使用できる。ラミネートはポリアミド酸フィルム単体を
銅箔と直接ラミネートしてもよいが、ポリアミド酸フィ
ルムを基材から引き剥がすときに変形したり、静電気に
よって異物が付着するため、ポリアミド酸フィルム作製
に使用した基材フィルムをポリアミド酸フィルムにつけ
たままポリアミド酸フィルム面を銅箔と対向させてラミ
ネートする方がよい。加熱温度とラミネート速度および
ラミネート圧力を制御することによって、充分な接着強
度を得ながら均一な厚みを保持してポリアミド酸フィル
ムと銅箔とを張り合わせる。加熱温度は、使用するポリ
アミド酸フィル物樹脂組成によって異なるが、通常、８
０℃から２００℃の温度で行われる。加熱温度が高すぎ
るとポリアミド酸が軟化流動して厚みが不均一になった
り、溶媒成分が急激に気化して発泡する。加熱温度が低
すぎると充分な接着強度が出ず、加熱イミド化を行う工
程で剥離が生じる。ラミネート速度は、通常、加熱温度
が高いときには早く、加熱温度が低いときには遅くす
る。ラミネート圧力が低すぎると充分な接着力が出ず、
圧力が高すぎるとポリアミド酸フィルムが流動して厚み
ムラが生じる。

【００１３】ポリアミド酸フィルムをラミネートした銅
箔は、高温度で加熱することによって、ポリアミド酸を
閉環させてポリイミドにする。このときの最高加熱温度
は、使用するポリアミド酸の樹脂によって異なるが、通
常、線膨張係数が銅箔よりも小さいような組成では、３
５０℃から４５０℃の最高温度で加熱される。加熱は複
数の温度ステップに分けて昇温する。最初から高温にす
ると、ポリアミド酸フィルム中に残っている溶媒成分が
急激に気化して発泡してしまうので好ましくない。

【００１４】次に、得られたポリイミドフィルム付銅箔
のポリイミド面に、接着剤を塗布する。塗布する方法
は、ポリアミド酸のフィルムを作製する方法と同じ方法
が使用できる。

【００１５】接着剤樹脂としては、熱可塑性、熱硬化
性、それらの混合でも使用できるが、エポキシ、フェノ
ール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイ
ミド等が好適に使用できる。特に、シリコーン変性ポリ
イミドにエポキシ樹脂を混合した樹脂が、低い温度で接
着でき、しかも接着力が高く、吸湿率が低いので耐湿信
頼性も良く、最も好ましい。

【００１６】

【実施例】（実施例１）厚さ７５μｍのポリエステルフ
ィルム上に、イミド化後の線膨張係数が１０ｐｐｍのポ
リアミド酸の１５重量％ＮＭＰ溶液を、ダイコータで塗
布し、１００℃で１０分間乾燥して、厚みが５０μｍの
ポリアミド酸フィルムを得た。１８μｍの圧延銅箔（日
本鉱業製）上に、上記のポリアミド酸フィルムを重ね
て、ロールラミネータで１４０℃で加熱圧着した。得ら
れた銅箔付ポリアミド酸フィルムを窒素乾燥機内で、連
続的に１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃、３５
０℃で各々１５分加熱し、さらに４００℃で２時間加熱
し、イミド化を行った。イミド化後のポリイミド層の厚
みは２５μｍで、銅箔を内にして曲率半径５０ｃｍでカ
ールしていた。このポリイミド層上に、シリコーン変性
ポリイミドとエポキシ樹脂を混合した接着剤樹脂のＮＭ
Ｐ溶液を、バーコータで流延塗布し、８０℃、１５０
℃、２２０℃で各々３分乾燥して、１０μｍの接着剤層
を形成した。得られた接着剤付きフレキシブルプリント
板は、カールが無く、半導体チップの回路面と２５０℃
で１０秒間加熱圧着したときのピール強度は１．５ｋｇ
／ｃｍであった。

【００１７】（実施例２）厚さ７５μｍのポリエステル
フィルム上に、イミド化後の線膨張係数が１２ｐｐｍの
ポリアミド酸の１３重量％ＮＭＰ溶液を、ダイコータで
塗布し、１００℃で１０分間乾燥して、厚みが４０μｍ
のポリアミド酸フィルムを得た。１８μｍの圧延銅箔
（日本鉱業製）上に、上記のポリアミド酸フィルムを重
ねて、ロールラミネータで１４０℃で加熱圧着した。得
られた銅箔付ポリアミド酸フィルムを窒素乾燥機内で、
連続的に１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃、３
５０℃で各々１５分加熱し、さらに４００℃で２時間加
熱し、イミド化を行った。イミド化後のポリイミド層の
厚みは２０μｍで、銅箔を内にして曲率半径３０ｃｍで
カールしていた。このポリイミド層上に、シリコーン変
性ポリイミド接着剤樹脂のＮＭＰ溶液を、バーコータで
流延塗布し、８０℃、１５０℃、２３０℃で各々５分乾
燥して、１２μｍの接着剤層を形成した。得られた接着
剤付きフレキシブルプリント板は、カールが無く、半導
体チップの回路面と２５０℃で１０秒間加熱圧着したと
きのピール強度は１．３ｋｇ／ｃｍであった。

【００１８】（実施例３）厚さ７５μｍのポリエステル
フィルム上に、イミド化後の線膨張係数が１０ｐｐｍの
ポリアミド酸の１５重量％ＮＭＰ溶液を、ダイコータで
塗布し、１００℃で１０分間乾燥して、厚みが２５μｍ
のポリアミド酸フィルムを得た。１８μｍの圧延銅箔
（日本鉱業製）上に、上記のポリアミド酸フィルムを重
ねて、ロールラミネータで１３０℃で加熱圧着した。得
られた銅箔付ポリアミド酸フィルムを窒素乾燥機内で、
連続的に１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃、３
５０℃で各々１５分加熱し、さらに４００℃で２時間加
熱し、イミド化を行った。イミド化後のポリイミド層の
厚みは１２μｍで、銅箔を内にして曲率半径６０ｃｍで
カールしていた。このポリイミド層上に、シリコーン変
性ポリイミドとエポキシ樹脂を混合した接着剤樹脂のＮ
ＭＰ溶液を、バーコータで流延塗布し、８０℃、１５０
℃、２３０℃で各々５分乾燥して、１０μｍの接着剤層
を形成した。得られた接着剤付きフレキシブルプリント
板は、カールが無く、半導体チップの回路面と２５０℃
で１０秒間加熱圧着したときのピール強度は１．６ｋｇ
／ｃｍであった

【００１９】（比較例１）厚さ７５μｍのポリエステル
フィルム上に、イミド化後の線膨張係数が２５ｐｐｍの
ポリアミド酸の１５重量％ＮＭＰ溶液を、ダイコータで
塗布し、１００℃で１０分間乾燥して、厚みが５０μｍ
のポリアミド酸フィルムを得た。１８μｍの圧延銅箔
（日本鉱業製）上に、上記のポリアミド酸フィルムを重
ねて、ロールラミネータで１４０℃に加熱圧着した。得
られた銅箔付ポリアミド酸フィルムを窒素乾燥機内で、
連続的に１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃、３
５０℃で各々１５分加熱し、さらに４００℃で２時間加
熱し、イミド化を行った。イミド化後のポリイミド層の
厚みは２５μｍで、銅箔を外にして曲率半径６０ｃｍで
カールしていた。このポリイミド層上に、シリコーン変
性ポリイミド接着剤樹脂のＮＭＰ溶液を、バーコータで
流延塗布し、８０℃、１５０℃、２３０℃で各々５分乾
燥して、１０μｍの接着剤層を形成した。得られた接着
剤付きフレキシブルプリント板は、銅箔を外にして曲率
半径１０ｃｍでカールしており、フレキシブル回路板と
して微細回路の加工に使用できなかった。

【００２０】

【発明の効果】本発明の接着剤付きフレキシブルプリン
ト回路板の製造方法によれば、回路形成後に、別の回路
基板と張り合わせたり、半導体素子や電気・電子部品を
接着固定する事ができ、カールが無く、耐熱性の良い接
着剤付きフレキシブルプリント回路板を得ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の接着剤付きフレキシブル回路板の製
造方法の一例を示す。

【符号の説明】

１：塗工基材 ２：アミック酸フィルム ３：銅箔 ４：接着剤樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 3/38 Ｈ０５Ｋ 3/38 Ｅ // Ｃ０９Ｊ 179/08 Ｃ０９Ｊ 179/08 Ｚ (72)発明者 笹嶋 秀明 東京都品川区東品川２丁目５番８号 住友 ベークライト株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イミド化後の線膨張係数が銅よりも小さ
   いポリイミド樹脂のポリアミド酸溶液からポリアミド酸
   フィルムを作製し、銅箔と熱圧着して張り合わせる工程
   と、得られたポリアミド酸フィルム付き銅箔を高温でア
   ニールしてポリアミド酸を閉環させてポリイミド付き銅
   箔を得る工程と、該ポリイミド層上に接着剤樹脂溶液を
   塗布乾燥させる工程からなる、接着剤付きフレキシブル
   プリント板の製造方法。
2. 【請求項２】 接着剤樹脂が、シリコーン変性ポリイミ
   ドとエポキシ樹脂の混合物である、請求項１記載の接着
   剤付きフレキシブルプリント板の製造方法。