JP2910779B2 - フレキシブルプリント基板 - Google Patents

フレキシブルプリント基板

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JP2910779B2 JP2176897A JP17689790A JP2910779B2 JP 2910779 B2 JP2910779 B2 JP 2910779B2 JP 2176897 A JP2176897 A JP 2176897A JP 17689790 A JP17689790 A JP 17689790A JP 2910779 B2 JP2910779 B2 JP 2910779B2
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仁志 野尻
好史 岡田
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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、優れた機械的物性と寸法安定性及び耐湿性
を有するフレキシブルプリント基板に関する。
〔従来の技術〕
従来、フレキシブルプリント基板は、一般にパターニ
ング後、エッチング乾燥処理工程において寸法に変化を
生じるため、回路設計の際、以後の工程の寸法変化をあ
らかじめ考慮し設計する必要があった。この寸法の変化
量は、フレキシブルプリント基板のパターンの種類によ
って異なり、このためフレキシブルプリント基板の製造
工程は複雑化しており、更には製品の歩どまりを低下さ
せる大きな要因となっている。
この寸法変化を改良すべく、各種の試みが行われてい
る。例えば特開昭60−243120号公報に記載の方法では、
絶縁材の熱膨張係数を低下させることには成功している
ものの、同時に該絶縁材の可撓性が失われ、その結果、
該絶縁材は非常に脆弱となり、フレキシブルプリント基
板特有のフレキシビリティや耐折り曲げ強度が劣化する
ため、この種の改良は実用に供されるに至っていない。
このような問題に応えるべく、特開昭64−19789号公
報には、フレキシビリティを損なうことなく寸法安定性
を改良したフレキシブルプリント基板が示されている。
しかし、この場合、絶縁材はピロメリット系のポリイミ
ドが用いられており、そのため、吸湿・吸水性の点で問
題があった。吸湿・吸水性が高いと、フレキシブルプリ
ント基板の製造工程において、吸湿・吸水による寸法変
化が大きい、吸水に伴いイオン性不純物をとりこむ可能
性がある、等の問題が生じる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、前述のごとくパターニング後エッチング乾
燥に至る工程での寸法変化が大きく、また吸水に伴い電
気的信頼性に問題のあった従来のフレキシブルプリント
基板の欠点を、フレキシビリティを大きく損なうことな
く改良するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
即ち、本発明は少なくとも導体と絶縁材とを包含する
フレキシブルプリント基板において、絶縁材が下記一般
(I) (式中、Rは4価の酸無水物残基、xは自然数を表
す。) で表わされる構造単位を有するポリイミドからなること
を特徴とするフレキシブルプリント基板を内容とする。
本発明によるフレキシブルプリント基板は、良好な寸
法安定性と、フレキシビリティ及び耐湿性を兼ね備えた
ものである。
上記のフレキシブルプリント基板は、絶縁層と導体と
の間に接着剤を介して貼り合わされたもの、あるいは、
絶縁層にスパッタや蒸着により導体層を形成させたも
の、及びこれらにパターニング、エッチング処理等を施
されたものをいい、該接着剤は通常のフレキシブルプリ
ント基板の製造に用いられる接着剤を用いることが可能
である。
本発明に用いられる導体とは、銅、鉄、アルミニウム
等の金属、あるいは金属箔に代表されるものであるが、
導電性と加工性のバランスから、銅を用いるのが好まし
い。
本発明に用いられる絶縁材は、下記一般式(I) (式中、Rは4価の酸無水物残基、xは自然数を表
す。) で表わされる構造単位を有するポリイミドからなり、x
は1〜10が好ましい。Xが10より大きいと第二酸無水物
の添加効果が充分発揮されない傾向がある。また、特に
Rが のものが低線膨張係数を実現するために好適である。上
記ポリイミドとその他の構造を有するポリイミドとの共
重合物あるいはブレンド物も使用可能である。また、こ
の絶縁材には、各種の有機の添加剤、無機のフィラー
類、あるいは各種の強化材を複合することも可能であ
る。
ポリイミド絶縁材は、その前駆体であるポリアミド酸
溶液より得られるが、本発明のポリアミド酸は以下に示
すような方法で合成することが出来る。即ち、例えばパ
ラフェニレンジアミンを有機極性溶媒中に溶解し、3,
3′,4,4′−ジフェニルスルフォンテトラカルボン酸二
無水物をパラフェニレンジアミンに対して過小モル量添
加し、充分反応させた後に続いて第二番目の酸無水物成
分を酸無水物の総モル量がパラフェニレンジアミンのモ
ル量とほぼ同量になるように添加し充分反応させて得ら
れる。
該ポリアミド酸溶液の生成反応に使用される第二番目
の酸無水物成分は、3,3′,4,4′−ジフェニルスルフォ
ンテトラカルボン酸二無水物よりも反応性が高いものを
用いるのが好ましい。例えば3,3′,4,4′−ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水
物、4,4′−オキシジフタル酸二無水物等を用いること
が出来るが、前記した如く、低線膨張係数を実現するた
めにはポリメリット酸二無水物を用いることが望まし
い。
上記のように、第二番目の酸無水物成分を用いること
によって、反応性の低い3,3′,4,4′−ジフェニルスル
フォンテトラカルボン酸二無水物の欠点を補い、より高
分子量のポリアミド酸を得ることができ、これをポリイ
ミドとした時に高い機械物性を実現することが出来る。
また上記に示した様に、二種の酸無水物を段階的に加え
ることによって、上記一般式(I)で示したような構造
の特殊なブロック共重合体が得られるが、このような構
造はランダム共重合体よりも高い機械物性を有する。
二種の酸無水物の共重合比は、3,3′,4,4′−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸二無水物と第二番目の酸無水
物成分のモル比を1:1〜100:1、より好ましくは2:1〜10:
1の間で設定するのが望ましい。この範囲よりも3,3′4,
4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物の比率
が大きいと、高い高分子量を得るのが困難になり、ま
た、これより3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸二無水物の比率が小さいと、耐湿性の改良効果が
充分ではなくなる。
該ポリアミド酸溶液の生成反応に使用される有機極性
溶媒としては、例えばジメチルスルフォキシド、ジエチ
ルスルフォキシド等のスルフォキシド系溶媒、N,N−ジ
メチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド等の
ホルムアミド系溶媒、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N
−ジエチルアセトアミド等のアセトアミド系溶媒、N−
メチル−2−ピロリドン等のピロリドン系溶媒、フェノ
ール、o−、m−、又はp−クレゾール、キシレノー
ル、ハロゲン化フェノール、カテコール等のフェノール
系溶媒、あるいはヘキサメチレンフォスフォルアミド、
γ−ブチロラクトン、1,4−ジオキサン、テトラヒドロ
フラン等を挙げることができ、これらを単独又は混合物
として用いるのが望ましいが、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。
また、このポリアミド酸溶液は各々前記の有機極性溶
媒中に5〜40重量%、好ましくは10〜30重量%溶解され
ているが、取扱いの面からも望ましい。
次いで、このポリアミド溶液からポリイミドからなる
有機絶縁膜を製造する方法については、従来公知の方法
を用いることができる。即ち、i)熱的にポリイミドに
転化する、ii)脱水剤及び触媒を用いて化学的にポリイ
ミドに転化する方法等が採用される。ここでいう脱水剤
としては、例えば無水酢酸等の脂肪族酸無水物、フタル
酸無水物等の芳香族酸無水物等が挙げられる。また触媒
としては、例えばトリエチルアミン等の脂肪族三級アミ
ン類、N,N−ジメチルアニリン等の芳香族第三級アミン
類、ピリジン、ピコリン、イソキノリン、キノリン等の
複素環式第三級アミン類等が挙げられる。
絶縁材の厚さは7〜125μmが好ましい。
本発明のフレキシブルプリント基板は上記の絶縁材に
導体を積層することによって得られる。代表例を以下に
説明するが、この方法に限定されるものではないことは
勿論である。
まず絶縁材に接着剤を塗布し、乾燥後約10〜70μmの
銅などの金属箔を加圧下で熱ラミネートし、所定のポス
トキュアを行ない、フレキシブル基板を得ることができ
る。更に金属箔に所望の回路をパターニングし、次にエ
ッチング、水洗乾燥工程を経た後、パターン化されたフ
レキシブル基板を得ることができる。接着剤としてはエ
ポキシ/ナイロン系接着剤など通常フレキシブル基板の
製造に用いられる接着剤を使用することができる。
尚、本発明で言うフレキシブルプリント基板の寸法変
化とは、上述のパターニング後からフレキシブルプリン
ト基板に至る過程での寸法変化を指すものである。
〔実施例〕
以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこれらにより何ら制限を受けるも
のではない。
尚、以下の記載において、DSDAは3,3′,4,4′−ジフ
ェニルスルフォンテトラカルボン酸二無水物、を、p−
PDAはパラフェニレンジアミンを、PMDAはピロメリット
酸二無水物を、BTDAは3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物を、ODAは4,4′−ジアミノジフ
ェニルエーテルを、DMAcはジメチルアセトアミドを表
す。
実施例1 DMAc中にp−PDAを溶解し、p−PDAに対して80モル%
のDSDAを添加し、約1時間撹拌した後、続いてp−PDA
に対して約20%のPMDAを添加し、更に30分撹拌して15重
量%のポリアミド酸溶液を得た。このポリアミド酸溶液
をガラス板上に流延塗布し、約100℃にて約60分間乾燥
した後、生成したポリアミド酸塗膜をガラス板より剥
し、これを支持枠に固定した。その後、約100℃で約30
分間、続いて約200℃で約60分間、続いて約300℃で約60
分間加熱し、脱水閉環、乾燥した後、上記支持枠より取
り外し、約20μmの厚みを有するポリイミド絶縁材を得
た。この絶縁材の線膨張係数は1.3×10-5/℃であった。
また、この絶縁材の吸水率は約0.3%であった。
次に、この絶縁材にナイロン・エポキシ系の接着剤を
塗布乾燥した後、銅箔を加圧熱ラミネートし、これにポ
ストキュアを施した後、フレキシブル銅張板を得た。
続いて、このフレキシブル銅張板の絶縁材上にA、B
の二点を刻印し、このAB間の長さを測定し、これをL0
した。
更に、常法に従い、このフレキシブル銅張板にパター
ニングを行ない、続いてエッチング水洗乾燥処理を施
し、フレキシブルプリント基板を得た。
このフレキシブルプリント基板において上記のAB間距
離を測定し、これをL1とした。
以下の計算式を用い、寸法変化率を計算した。
この結果、フレキシブルプリント基板の寸法変化率は
0.1%であった。また、得られたフレキシブルプリント
基板の耐折回数は1700回であった。
比較例1 DMAc中でODAとPMDAを重合し、15重量%のポリアミド
酸溶液を得た。以下実施例1と同様の操作により、約20
μmの厚みを有するポリイミド絶縁材を得た。この絶縁
材の線膨張係数は2.5×10-5/℃であった。またこの絶縁
材の吸水率は2.0%であった。
次に、この絶縁材に実施例1と同様の操作を施し、そ
の寸法変化率を求めた結果、0.4%であった。また得ら
れたフレキシブルプリント基板の耐折強度は約2500回で
あった。
比較例2 DMAc中でBTDAとp−PDAを重合し、15重量%のポリア
ミド酸溶液を得た。以下実施例1と同様の操作により、
約20μmの厚みを有するポリイミド絶縁材を得た。この
絶縁材の線膨張係数は2.1×10-5/℃であった。また、こ
の絶縁材の吸水率は1.8%であった。
次に、この絶縁材に実施例1と同様の操作を施し、そ
の寸法変化を求めた結果0.3%であった。また得られた
フレキシブルプリント基板の耐折強度は約2000回であっ
た。
〔作用・効果〕
本発明のフレキシブルプリント基板は、加熱や吸水に
よる寸法変化が小さく、しかも信頼性に優れ、従って、
より高密度な配線パターンを実現することが可能であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 1/03 C08G 73/10 C08G 75/20 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも導体と絶縁材とを包含するフレ
    キシブルプリント基板において、絶縁材が下記一般
    (I) (式中、Rは4価の酸無水物残基、xは自然数を表
    す。) で表わされる構造単位を有するポリイミドからなること
    を特徴とするフレキシブルプリント基板。
  2. 【請求項2】Rが で表わされる請求項1記載のフレキシブルプリント基
    板。
  3. 【請求項3】導体が銅箔である請求項1又は2記載のフ
    レキシブルプリント基板。
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