JP2007273829A - 金属箔付フレキシブル基板及びフレキシブルプリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた耐熱性及び機械的特性を有する非熱可塑性ポリイミドを用いながら、十分に薄膜化されたフレキシブルプリント配線板を得るために好適に用いることのできる金属箔付フレキシブル基板を提供すること。
【解決手段】金属箔２１と、金属箔２１に接して設けられた第１の樹脂フィルム１１と、第１の樹脂フィルム１１に貼り合わされた第２の樹脂フィルム１２と、を備え、第１の樹脂フィルム１１が非熱可塑性ポリイミドを含み、第１の樹脂フィルム１１と第２の樹脂フィルム１２との界面の引き剥がし強さが０．３ｋＮ／ｍ以上であり、２８８℃のはんだ槽でフロート法により測定されるはんだ耐熱性が３０秒以上である、金属箔付フレキシブル基板２ａ。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属箔付フレキシブル基板及びフレキシブルプリント配線板に関する。

フレキシブルプリント配線板は、高分子絶縁フィルムの表面に導体パターンを形成した可撓性のある配線板である。このフレキシブルプリント配線板は、電子機器の小型化、高密度化を達成する手段として近年多用されている。なかでも、フレキシブルプリント配線板の製造に用いられる両面金属箔付フレキシブル基板の需要が大幅に伸びている。

従来、芳香族ポリイミドのような非熱可塑性ポリイミドのフィルムを高分子絶縁フィルムとして用いた金属箔付フレキシブル基板は、一般に、ポリイミドフィルムと銅箔をエポキシ樹脂やアクリル樹脂等を用いた接着剤を介して接着する方法により製造されていた。そのため、金属箔付フレキシブル基板の耐熱性や耐薬品性、難燃性、電気特性といった特性が使用する接着剤に支配されてしまい、非熱可塑性ポリイミドが本来有する優れた諸特性が十分に生かされていなかった。

この問題点の解決を図る方法として、熱可塑性ポリイミドを接着剤として用いて非熱可塑性ポリイミドのフィルムを熱融着する方法が試みられている（特許文献１、２）。また、ポリイミドフィルム上に銅などの金属を蒸着やスパッタで成膜する方法も知られている（特許文献３）。一方、熱成形可能な液晶ポリマーの使用も検討されている（特許文献４）。
特開平３−１０４１８５号公報 特開２００４−２３０６７０号公報 特開平１０−２５６７００号公報 特開２０００−４４７９７号公報

しかし、特許文献１、２に記載の方法は熱可塑性ポリイミドを接着剤として用いることから、接着剤層の厚さがあるために、基板の薄膜化の点で限界があった。一方、特許文献２に記載の方法の場合、スパッタ等の特殊な装置が必要であり、また、めっき工程や高温加熱処理の工程を要するために工程が複雑化して、フレキシブルプリント配線板が高価になるという問題がある。更に、特許文献３で用いられている液晶ポリマーは、機械的特性等の点で非熱可塑性ポリイミドと比較すれば大きく劣るものである。

そこで、本発明は、優れた耐熱性及び機械的特性を有する非熱可塑性ポリイミドを用いながら、十分に薄膜化されたフレキシブルプリント配線板を得るために好適に用いることのできる金属箔付フレキシブル基板を提供することを目的とする。

本発明は、金属箔と、該金属箔に接して設けられた第１の樹脂フィルムと、該第１の樹脂フィルムに貼り合わされた第２の樹脂フィルムと、を備える金属箔付フレキシブル基板であって、第１の樹脂フィルムが非熱可塑性ポリイミドを含み、第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムとの界面の引き剥がし強さが０．３ｋＮ／ｍ以上であり、２８８℃のはんだ槽でフロート法により測定されるはんだ耐熱性が３０秒以上である、金属箔付フレキシブル基板である。

上記本発明の金属箔付フレキシブル基板は、上記特定範囲の引き剥がし強さ及びはんだ耐熱性を有していることにより、優れた耐熱性及び機械的特性を有する非熱可塑性ポリイミドを用いながら、十分に薄膜化されたフレキシブルプリント配線板を得るために好適に用いることができるものとなった。

第２の樹脂フィルムは、熱プレス又は熱ラミネートによって第１の樹脂フィルムに貼り合わされていることが好ましい。

上記金属箔は銅箔であることが好ましい。

上記非熱可塑性ポリイミドは、ビフェニルテトラカルボン酸無水物及びピロメリット酸無水物のうち少なくとも一方の無水物と、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｐ−フェニレンジアミン及びｍ−フェニレンジアミンからなる群より選ばれるうち少なくとも１種のジアミンとから合成されるものであることが好ましい。

第１の樹脂フィルムは、非熱可塑性ポリイミド及びその前駆体のうち少なくとも一方を含んでおり金属箔上に形成された樹脂膜を、窒素ガス及び０．１体積％〜４体積％の水素ガスを含む還元雰囲気下で２５０℃〜５５０℃に加熱して形成されたフィルムであることが好ましい。あるいは、第１の樹脂フィルムは、熱圧着により金属箔の一面に接着されたフィルムであってもよい。

本発明はまた、上記本発明の金属箔付フレキシブル基板における金属箔の一部を除去して導体パターンを形成する工程を備える製造方法により得られるフレキシブルプリント配線板である。

本発明によれば、優れた耐熱性及び機械的特性を有する非熱可塑性ポリイミドを用いながら、十分に薄膜化されたフレキシブルプリント配線板を得るために好適に用いることのできる金属箔付フレキシブル基板が提供される。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の金属箔付フレキシブル基板の第一の実施形態を示す端面図である。図１に示す金属箔付フレキシブル基板１ａは、金属箔２１，２２と、金属箔２１の一面に接して設けられた第１の樹脂フィルム１１と、金属箔２２の一面に接して設けられるとともに第１の樹脂フィルム１１に直接貼り合わされた第２の樹脂フィルム１２とから構成されている。第１及び第２の樹脂フィルム１１，１２は、非熱可塑性ポリイミド樹脂を主成分として含んでいる。

第１の樹脂フィルム１１と第２の樹脂フィルム１２との界面の引き剥がし強さは０．３ｋＮ／ｍ以上である。この引き剥がし強さは大きいほど好ましいが、その上限は通常２．０ｋＮ／ｍ程度である。

金属箔付フレキシブル基板１ａは、２８８℃のはんだ槽でフロート法により測定されるはんだ耐熱性が３０秒以上である。このはんだ耐熱性は大きいほど好ましいが、その上限は通常３６００秒程度である。

金属箔付フレキシブル基板１ａは、例えば、金属箔２１上に非熱可塑性ポリイミドを含む第１の樹脂フィルム１１を形成させる工程と、金属箔２１とは別の金属箔２２上に非熱可塑性ポリイミドを含む第２の樹脂フィルム１２を形成させる工程と、第１の樹脂フィルム１１に第２の樹脂フィルム１２を貼り合わせる工程と、を備える製造方法によって得られる。

金属箔２１，２２としては、銅、アルミ、鉄、金、銀、ニッケル、パラジウム、クロム、モリブデン又はこれらの合金の箔が好適に用いられる。これらの中でも銅箔が好ましい。第１又は第２の樹脂フィルムとの接着力を高めるために、金属箔２１，２２の表面には、化学的粗化、コロナ放電、サンディング及びめっきや、アルミニウムアルコラート、アルミニウムキレート、シランカップリング剤等によって機械的又は化学的な処理が施されていてもよい。

第１の樹脂フィルム１１を形成させる工程は、例えば、非熱可塑性ポリイミド及びその前駆体のうち少なくとも一方と溶剤とを含むワニスを金属箔２１上に塗布する塗布工程と、金属箔２１上のワニスから少なくとも一部の溶剤を除去して非熱可塑性ポリイミド及びその前駆体のうち少なくとも一方を含む樹脂膜を形成させる乾燥工程と、樹脂膜を還元雰囲気下で２５０℃〜５５０℃に加熱して非熱可塑性ポリイミドを含む第１の樹脂フィルム１１を形成させる樹脂フィルム形成工程と、を含む。あるいは、別途準備した第１の樹脂フィルムを、熱圧着により金属箔２１の一面に接着させてもよい。第２の樹脂フィルム１２も同様にして形成させることができる。第１の樹脂フィルム１１の厚さは、通常１〜１００μｍ程度である。

塗布工程において用いられるワニスは、非熱可塑性ポリイミド及びその前駆体のうち少なくとも一方を１種以上含む。非熱可塑性ポリイミドの前駆体はポリアミック酸である。ポリアミック酸は、主として樹脂フィルム形成工程における加熱により、非熱可塑性ポリイミドに変換される。

ワニス中の非熱可塑性ポリイミド又はその前駆体の濃度は、８〜４０重量％であることが好ましい。ワニスの粘度は１０〜４０Ｐａ・ｓであることが好ましい。ワニスの粘度がこの範囲外であると、金属箔上に塗布したときに、はじき等によって外観不良が生じたり、膜厚精度が低下したりする傾向にある。

非熱可塑性ポリイミドは、主鎖中にイミド基を有する重合体であって、３００℃以下の温度範囲で軟化点を示さない樹脂である。なお、この場合の軟化点は、４ｍｍ×２０ｍｍのフィルム状試験片について、熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いて加重５０ｍＮの伸張長法により測定される。この非熱可塑性ポリイミドは、例えば、下記一般式（１）で表される高分子鎖を有する。

ポリアミック酸は、加熱によってアミド基とカルボキシル基が反応してポリイミド樹脂を生成する。この時ポリアミック酸の種類を適宜選択することにより、非熱可塑性ポリイミド樹脂が得られる。ポリアミック酸は、例えば下記一般式（２）で表される高分子鎖を有する。

式（１）、（２）において、Ｒ^１はジアミンからアミノ基を除いた残基、又はジイソシアナートからイソシアナート基を除いた残基を示し、Ｒ^２は芳香族テトラカルボン酸誘導体のカルボン酸誘導部を除いた残基を示す。ｎは１以上の整数を示す。

ポリアミック酸は、テトラカルボン酸又はその誘導体と、ジアミン及び／又はジイソシアナートとを反応させることによって合成できる。

ジアミンとしては、芳香族ジアミンが好ましい。芳香族ジアミンの具体例としては、ｐ、ｍ又はｏ−フェニレンジアミン、２,４−ジアミノトルエン、２,５−ジアミノトルエン、２,４−ジアミノキシレン、ジアミノジユレン１,５−ジアミノナフタレン、２,６−ジアミノナフタレン、ベンジジン、４,４’−ジアミノターフェニル、４,４’’’−ジアミノクォーターフェニル、４,４’−ジアミノジフェニルメタン、１,２−ビス（アニリノ）エタン、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スルホン、２,２−ビス（ｐ−アミノフェニル）プロパン、２,２−ビス（ｐ−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２,６−ジアミノナフタレン、３,３−ジメチルベンジジン、３,３’−ジメチル−４,４’−ジアミノジフェニルエーテル、３,３’−ジメチル−４,４’−ジアミノジフェニルメタン、ジアミノトルエン、ジアミノベンゾトリフルオライド、１,４−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ベンゼン、４,４’−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ビフェニル、２,２’−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ジアミノアントラキノン、４,４’−ビス（３−アミノフェノキシフェニル）ジフェニルスルホン、１,３−ビス（アニリノ）ヘキサフルオロプロパン、１,４−ビス（アニリノ）オクタフルオロブタン、１,５−ビス（アニリノ）デカフルオロペンタン、１,７−ビス（アニリノ）デカフルオロブタン、２,２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２,２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２,２−ビス［４−（２−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２,２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）−３,５−ジメチルフェニル］ヘキサフルオロプロパン、２,２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）−３,５−ジトリフルオロメチルフェニル］ヘキサフルオロプロパン、ｐ−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）ベンゼン、４,４’−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）ビフェニル、４,４’−ビス（４−アミノ−３−トリフルオロメチルフェノキシ）ビフェニル、４,４’−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）ジフェニルスルホン、４,４’−ビス（３−アミノ−５−トリフルオロメチルフェノキシ）ジフェニルスルホン、２,２−ビス［４−（４−アミノ−３−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパンが挙げられる。

ジアミンとしては、下記一般式（３）で表されるシロキサンジアミンを用いることもできる。式（３）において、Ｒ^３は一価の有機基を示し、Ｒ^４は二価の有機基を示す。各Ｒ^３及び各Ｒ^４は互いに同一でも異なっていてもよい。ｎは１より大きいｓ整数を示す。

ジイソシアナートとしては、上記芳香族ジアミンとホスゲン等の反応によって得られる芳香族ジイソシアナートが好ましい。芳香族ジイソシアナートの具体例としては、トリレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート、ナフタレンジイソシアナート、ジフェニルエーテルジイソシアナート、フェニレン−１,３−ジイソシアナートが挙げられる。

ジアミンと反応させるテトラカルボン酸としては、隣接する２つのカルボキシル基からなる組を２組有するテトラカルボン酸が好ましい。テトラカルボン酸の具体例としては、ピロメリット酸、２,３,３’,４’−テトラカルボキシジフェニル、３,３’,４,４’−テトラカルボキシジフェニル、３,３’,４,４’−テトラカルボキシジフェニルエーテル、２,３,３’,４’−テトラカルボキシジフェニルエーテル、３,３’,４,４’−テトラカルボキシベンゾフェノン、２,３,３’,４’−テトラカルボキシベンゾフェノン、２,３,６,７−テトラカルボキシナフタレン、１,４,５,７−テトラカルボキシナフタレン、１,２,５,６−テトラカルボキシナフタレン、３,３’,４,４’−テトラカルボキシジフェニルメタン、２,２−ビス（３,４−ジカルボキシフェニル）プロパン、２,２−ビス（３,４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、３,３’,４,４’−テトラカルボキシジフェニルスルホン、３,４,９,１０−テトラカルボキシペリレン、２,２−ビス［４−（３,４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン、２,２−ビス［４−（３,４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、ブタンテトラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸が挙げられる。これらのテトラカルボン酸のうち芳香族テトラカルボン酸がより好ましい。

テトラカルボン酸の誘導体としては、上記テトラカルボン酸のエステル化物、酸無水物、塩化物が好ましいが、上記テトラカルボン酸の酸無水物がより好まく、上記芳香族テトラカルボン酸の酸無水物が特に好ましい。

上記のジアミン、ジイソシアナート、テトラカルボン酸及びテトラカルボン酸誘導体の具体例のうち、反応した後に非熱可塑性ポリイミド樹脂が得られる好適な組み合わせとしては、例えば、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、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スルホン及び２，２’−ビス［４−(ｐ−アミノフェノキシ)フェニル］プロパンからなる群より選ばれるジアミン又はこれらのジアミン由来のジイソシアナートと、ピロメリット酸、３，３’，４，４’−テトラカルボキシジフェニル及び３，３’，４，４’−テトラカルボキシベンゾフェノンのうち少なくとも一方のテトラカルボン酸又はそれらの酸無水物との組み合わせが挙げられる。特に、ビフェニルテトラカルボン酸無水物及びピロメリット酸無水物のうち少なくとも一方の無水物と、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｐ−フェニレンジアミン及びｍ−フェニレンジアミンからなる群より選ばれるうち少なくとも１種のジアミンとから合成される非熱可塑性ポリイミドが好ましい。

ジアミン及び／又はジイソシアナートと、テトラカルボン酸又はその誘導体との反応においては、テトラカルボン酸又はその誘導体のモル数に対するジアミン及び／又はジイソシアナートのモル数の比を０.９５〜１.０５にすることが好ましい。反応の際の比率がこの範囲外にあると、生成するポリアミック酸、及びこれから生成するポリイミドの分子量が小さくなり、フィルムが脆くなったり、フィルムの形状を維持することが困難となったりする等、フィルムの物性が低下する傾向にある。

上記反応は、通常、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキサイド（ＤＭＳＯ）、硫酸ジメチル、スルホラン、γ−ブチロラクトン、クレゾ−ル、フェノ−ル、ハロゲン化フェノ−ル、シクロヘキサン、ジオキサン等の溶剤中で行われる。反応温度は、０〜２００℃が好ましい。

反応の際に、変成用化合物を添加して非熱可塑性ポリイミド中に架橋構造やラダー構造を導入することもできる。この場合の変成用化合物としては、例えば、下記一般式（４）で表される化合物が用いられる。この変成用化合物を用いることにより、非熱可塑性ポリイミド樹脂中にピロロン環やイソインドロキナゾリンジオン環等が導入される。

Ｒ^５は（２＋ｘ）価の芳香族有機基、Ｚは−ＮＨ_２、−ＣＯＮＨ_２、−ＳＯ_２ＮＨ_２又は−ＯＨを示し、アミノ基に対してオルソ位に位置する。ｘは１又は２を示す。

この他の変成用化合物としては、アミン、ジアミン、ジカルボン酸、トリカルボン酸又はテトラカルボン酸の誘導体であって、重合性不飽和結合を有する化合物を用いることができる。これにより、ポリイミド樹脂中に架橋構造が形成される。このような化合物としては、例えば、マレイン酸、ナジック酸、テトラヒドロフタル酸、エチニルアニリンが挙げられる。

ワニスは、非熱可塑性ポリイミド又はその前駆体の他、エポキシ化合物、アクリル化合物、ジイソシアネート化合物及びフェノール化合物等の架橋性成分や、フィラー、粒子、色材、レベリング剤、カップリング剤等の添加成分を含有していてもよい。これら添加成分の量が非熱可塑性ポリイミド又はその前駆体の量よりも多いと、得られる樹脂フィルムの諸特性が低下する傾向にある。

ワニスは、ロールコータ、コンマコータ、ナイフコータ、ドクタープレードフローコータ、密閉コータ、ダイコータ、リップコータ等を用いて金属箔上に塗布することができる。この場合、ワニスを成膜用スリットから吐出させて、できるだけ均一に塗布することが好ましい。

続く乾燥工程においては、好ましくは１００〜１６０℃で加熱することにより、ワニス中の溶剤を、その割合が全体の１〜６０重量％（より好ましくは２５〜４５重量％）となるまで除去して樹脂膜を形成する。このとき、減圧雰囲気下、又は後述する還元雰囲気下で加熱してもよい。乾燥工程後の溶剤の割合が１重量％より低いと後の工程において樹脂膜又は樹脂フィルムが収縮して、得られる金属箔付フレキシブル基板において反りが発生する場合がある。また、乾燥工程後の溶剤の割合が６０重量％より多いと、更に加熱して樹脂フィルム形成したときに、発泡による外観不良や、タック過多による取り扱い性の低下を引き起こしやすい傾向にある。

続いて、還元雰囲気下で２５０〜５５０℃（より好ましくは２５０〜４００℃）に加熱することにより、非熱可塑性ポリイミドを主成分とする第１樹脂フィルム１１を形成させる（樹脂フィルム形成工程）。ワニス及び樹脂膜がポリアミック酸を含んでいる場合には、樹脂フィルム形成工程における加熱により、ポリアミック酸から非熱可塑性ポリイミドが生成する。還元雰囲気下で２５０〜５５０℃に加熱して第１の樹脂フィルム１を形成させることにより、得られる金属箔付フレキシブル基板１ａにおいて、銅箔２１と第１の樹脂フィルム１１との界面の引き剥がし強さを０．３ｋＮ／ｍ以上とし、２８８℃のはんだ槽でフロート法により測定されるはんだ耐熱性を３０秒以上とすることができる。

樹脂フィルム形成工程においては、乾燥工程後に樹脂膜中に残存している溶剤が除去される。ただし、溶剤は実質的に除去されればよく、金属箔付フレキシブル基板やフレキシブルプリント配線板において特性上の問題が生じない程度の微量の溶剤が残存していてもよい。

還元雰囲気は、好ましくは窒素ガス及び０．１体積％〜４体積％の水素ガスを含む混合ガスからなる雰囲気である。水素ガスの濃度が０．１体積％未満であると、本発明の効果が低下する傾向にあり、４体積％以上であると水素ガスの爆発下限を越える場合がある。また、信頼性の更なる向上等のため、混合ガスの水素ガスの濃度は０．１体積％以上１体積％未満であることがより好ましい。

還元雰囲気下で加熱して樹脂フィルムを形成することにより、非熱可塑性ポリイミドの酸化が防止され、これにより信頼性の高い樹脂フィルムを得ることができる。さらに、樹脂フィルムの着色が防止され、加工時の作業性が向上するという利点も併せ持っている。

第１の樹脂フィルム１１に第２の樹脂フィルム１２を貼り合わせる工程は、熱プレス又は熱ラミネートによって好適に行われる。いずれの場合も、非熱可塑性ポリイミドを含む樹脂フィルムを３００℃以上に加熱しながら加圧して貼り合わせる。加熱温度は３５０℃〜５００℃がより好ましい。加熱温度が５００℃を超えると、ポリイミドの熱分解を伴う場合がある。

熱ラミネートの場合、第１及び第２の樹脂フィルムを予め３００℃以上（好ましくは３５０℃〜５００℃）に予熱してから、３００℃以上（好ましくは３５０℃〜５００℃）に保温された加熱圧着ロールでラミネートすることにより、特に効果的に貼り合わせを行うことができる。予熱及び保温を行う方式は特に限定されない。

熱プレスの場合、１ＭＰａ以上で加圧することが好ましく、２ＭＰａ〜５ＭＰａで加圧することが好ましい。熱ラミネートの場合、５０ｋＮ／ｍで加圧することが好ましく、１００ｋＮ／ｍ〜４００ｋＮ／ｍで加圧することがより好ましい。

図２は、本発明の金属箔付フレキシブル基板の第二の実施形態を示す端面図である。図２に示す金属箔付フレキシブル基板１ｂは、金属箔２１と、金属箔２１に接して設けられた第１の樹脂フィルム１１と、第１の樹脂フィルム１１に直接貼り合わされた第２の樹脂フィルム１３とから構成される。

第１の樹脂フィルム１１は第一の実施形態と同様、非熱可塑性ポリイミドを主成分とするフィルムである。一方、第２の樹脂フィルム１３としては、３００℃以上の耐熱性を有する樹脂フィルムが好適に用いられる。第２の樹脂フィルム１３は、第１の樹脂フィルム１１と同様の非熱可塑性ポリイミドを含む樹脂フィルムであってもよい。この場合、第２の樹脂フィルム１３は、上述のワニスを離型性を有する基体上に塗付する他は第１の樹脂フィルム１１等と同様に形成させることができる。この場合、第２の樹脂フィルム１３は基体から剥離して第１の樹脂フィルム１１に貼り合わされる。

図３及び４は、本発明のフレキシブルプリント配線板の一実施形態を示す端面図である。図３に示すフレキシブルプリント配線板２ａは、互いに直接貼り合わされた第１及び第２の樹脂フィルム１１，１２と、第１の樹脂フィルム１１の一面上に形成された導体パターン３１と、第２の樹脂フィルム１２の一面上に形成された導体パターン３２とから構成される。

フレキシブルプリント配線板２ａは、図１の金属箔付フレキシブル基板１ａにおける金属箔２１，２２の一部を除去して導体パターン３１，３２を形成する工程を備える製造方法により得られる。導体パターン３１，３２の形成は、フォトリソグラフィー等の方法により行われる。あるいは、金属箔付フレキシブル基板１ａから金属箔２１及び２２を除去し、露出した第１及び第２の樹脂フィルム１１，１２上に導電体材料を直接描画することにより導電パターン３１，３２を形成させて、フレキシブルプリント配線板２ａを得ることもできる。

図４に示すフレキシブルプリント配線板２ｂは、導体パターン３１，３２を覆うように形成された第２の樹脂フィルム１３を備える他は、フレキシブルプリント配線板２ａと同様の構成を有する。フレキシブルプリント基板２ｂは、フレキシブルプリント配線板２ａと同様に導体パターン３１，３２を形成させた後、導体パターン３１，３２を覆うように第２の樹脂フィルム１３を熱圧着させることにより得られる。

以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

合成例
熱電対、攪拌機及び窒素吹込口を取り付けた６０Ｌステンレス製反応釜に、約３００ｍｌ／分の窒素を流しながら、ｐ−フェニレンジアミン８６７．８ｇ、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル１６０６．９ｇ及びＮ−メチル−２−ピロリドン４０ｋｇを入れて攪拌し、ジアミン成分を溶解した。この溶液をウォータージャケットで５０℃以下に冷却しながら３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物４７２２．２ｇを徐々に加えて重合反応を進行させて、ポリアミック酸及びＮ−メチル−２−ピロリドンを含む粘ちょうなポリアミック酸ワニスを得た。その後、塗膜作業性を良くするために、ワニスの回転粘度が１０Ｐａ・ｓになるまで８０℃にてクッキングを行った。

塗工例
上記合成例で得たポリアミック酸ワニスを、塗工機（コンマコータ）を用いて銅箔粗化面上に１０μｍの厚さに塗布した。銅箔としては、幅５４０ｍｍ、厚さ１２μｍの片面粗化した圧延銅箔（日鉱マテリアルズ社製、商品名「ＢＨＹ−０２Ｂ−Ｔ」）を用いた。強制通風乾燥炉を用いて、銅箔に塗布したポリアミック酸ワニスから残溶剤量が２０重量％となるまで溶剤を除去して、ポリアミック酸を主成分とする樹脂膜を形成させた。

実施例１−５、比較例１−３
上記塗工例で銅箔上に形成された樹脂膜を、表１又は２に示す加熱条件（雰囲気、温度）で熱風循環式オーブンを用いて連続的に加熱して、樹脂フィルムの片面に銅箔が密着している片面銅箔付フレキシブル基板を作製した。２枚の片面銅箔付フレキシブル基板を樹脂フィルム同士が直接貼りあわされるように重ね、その状態でラミネータで仮圧着した後、熱プレスによって４００℃、４ＭＰａ、１時間の条件で熱圧着して、両面銅箔付フレキシブル基板を得た。得られた両面銅箔付フレキシブル基板について、以下の手順で界面の引き剥がし強さ及びはんだ耐熱性を評価した。評価結果を表１及び２に示す。

界面の引き剥がし強さ
得られた両面銅箔付フレキシブル基板を１ｍｍの幅で切り出して試験片を作製した。試験片の片面を固定して、剥離角度９０°、５０ｍ／分の速度で樹脂フィルム同士の界面を引き剥がし、そのときの平均荷重を界面の引き剥がし強さとして求めた。

はんだ耐熱性（フロート法）
両面銅箔付フレキシブル基板から５×５ｃｍの試験片を切り出し、１７０℃で１時間乾燥した。試験片を２８８℃のはんだ槽に浮かべ、ふくれが生じるまでの時間を５個の試験片について測定し、そのときの平均時間をはんだ耐熱性として求めた。

表１、２に示されるように、水素ガスを含む還元雰囲気下で２５０〜５５０℃に加熱する工程を経て樹脂フィルムを形成させた場合に、樹脂フィルム同士の界面の引き剥がし強さが０．３ｋＮ／ｍ以上であり、２８８℃のはんだ槽でフロート法により測定されるはんだ耐熱性が３０秒以上である金属箔付フレキシブル基板が得られる。

これら実施例で作製した金属箔付フレキシブル基板は、接着剤層を有していないために十分に薄膜化されている。更に、耐熱性及び機械的特性に優れる非熱可塑性ポリイミドを用い、かつ、３０ｋＮ／ｍ以上の引き剥がし強さ及び３０秒以上のはんだ耐熱性を有していることにより、良好な特性を有するフレキシブルプリント配線板の製造のために好適に用いることができる。

本発明に係る金属箔付フレキシブル基板の第一の実施形態を示す端面図である。 本発明に係る金属箔付フレキシブル基板の第二の実施形態を示す端面図である。 本発明に係るフレキシブルプリント配線板の一実施形態を示す端面図である。 本発明に係るフレキシブルプリント配線板の一実施形態を示す端面図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ…金属箔付フレキシブル基板、２ａ，２ｂ…フレキシブルプリント配線板、１１…第１の樹脂フィルム、１２，１３…第２の樹脂フィルム、３１，３２…導体パターン。

Claims (7)

1. 金属箔と、該金属箔に接して設けられた第１の樹脂フィルムと、該第１の樹脂フィルムに貼り合わされた第２の樹脂フィルムと、を備える金属箔付フレキシブル基板であって、
   前記第１の樹脂フィルムが非熱可塑性ポリイミドを含み、
   前記第１の樹脂フィルムと前記第２の樹脂フィルムとの界面の引き剥がし強さが０．３ｋＮ／ｍ以上であり、
   ２８８℃のはんだ槽でフロート法により測定されるはんだ耐熱性が３０秒以上である、
   金属箔付フレキシブル基板。
2. 前記第２の樹脂フィルムは、熱プレス又は熱ラミネートによって前記第１の樹脂フィルムに貼り合わされている、請求項１記載の金属箔付フレキシブル基板。
3. 前記金属箔が銅箔である、請求項１又は２記載の金属箔付フレキシブル基板。
4. 前記非熱可塑性ポリイミドは、ビフェニルテトラカルボン酸無水物及びピロメリット酸無水物のうち少なくとも一方の無水物と、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｐ−フェニレンジアミン及びｍ−フェニレンジアミンからなる群より選ばれるうち少なくとも１種のジアミンとから合成されるものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属箔付フレキシブル基板。
5. 前記第１の樹脂フィルムは、非熱可塑性ポリイミド及びその前駆体のうち少なくとも一方を含んでおり前記金属箔上に形成された樹脂膜を、窒素ガス及び０．１体積％〜４体積％の水素ガスを含む還元雰囲気下で２５０℃〜５５０℃に加熱して形成されたフィルムである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の金属箔付フレキシブル基板。
6. 前記第１の樹脂フィルムは、熱圧着により前記金属箔の一面に接着されたフィルムである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の金属箔付フレキシブル基板。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の金属箔付フレキシブル基板における金属箔の一部を除去して導体パターンを形成する工程を備える製造方法により得られるフレキシブルプリント配線板。
   

Images