JP2932397B2 - プリント基板の製造方法 - Google Patents

プリント基板の製造方法

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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、プリント基板の製造方法に関し、詳細には
主として電気・電子機器等のプリント配線板に用いるフ
レキシブルなプリント基板の製造方法に関する。
(従来の技術) 従来、電気・電子機器の小型・軽量化および高温での
信頼性向上のために該機器の制御装置の内部にはポリイ
ミドフィルムから成る基板上に銅箔を接着させたプリン
ト基板が用いられている。
かかるプリント基板の製造方法として、ポリイミドフ
ィルムから成る基板上にエポキシ系接着剤またはアクリ
ル系接着剤を塗布した後、銅箔を該接着剤を介して基板
に接着させる方法が行われていた。
そして作成されたプリント基板は、その後プリント基
板に電気・電子部品をハンダ付け等で接続する実装工程
を行った後、使用に供するものである。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、前記方法で得られた該プリント基板は
電気・電子部品の接続による実装工程の際、温度250℃
以上の高温に耐える耐熱性が必要であるが、前記接着剤
では十分な耐熱性が得られず、その結果基板と銅箔との
間の引きはがし強さが著しく低いという問題がある。
そこで接着剤を用いずに基板上に蒸着法で銅材を直接
蒸着させて銅膜を形成する方法を試みたが、高温におけ
る基板と銅膜との間の引きはがし強さは前記接着剤を用
いた場合に比して60〜70%と小さく、電気・電子部品を
接続する実装工程の際の高温に耐えられないという問題
がある。
本発明は、前記問題点を解消した実装工程の際の高温
に耐え、優れた引きはがし強さを有するプリント基板の
製造方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明のプリント基板の製造方法は、ポリイミドフィ
ルムから成る基板上にポリイミドの原料モノマーを蒸
着、重合させてポリアミド酸薄膜を形成し、次いで該薄
膜上に蒸着法またはスパッタ法により銅膜を形成した
後、加熱してポリアミド酸薄膜にイミド化処理を施すこ
とを特徴とする。
基板上に蒸着、重合させるポリアミド酸の膜厚は1000
Å以下とするのが好ましい。基板上に膜厚が1000Åを超
えて蒸着、重合すると、その後加熱して該ポリアミド酸
をイミド化する際、発生する水によりふくれが生じて基
板と銅膜との引きはがし強さが低下する原因となるから
である。
(作 用) ポリイミドの原料モノマーは蒸発し、蒸発した該モノ
マーは基板上で蒸着重合し前駆体のポリアミド酸薄膜を
形成する。また、銅材料は蒸着法またはスパッタ法によ
り基板上に前記ポリアミド酸薄膜を介して銅膜を形成す
る。また、基板と銅膜との間のポリアミド酸薄膜は加熱
されてイミド化し、ポリイミド接着層を形成する。この
ポリアミド酸薄膜がイミド化する際、銅との界面で化学
結合が生じる。
(実施例) 以下添付図面に従って本発明の実施例について説明す
る。
第1図は本発明方法を実施する装置の1例を示すもの
で、図示例装置では銅膜を蒸発法により形成するもので
ある。
図中、1は真空処理室を示す。該真空処理室1内を外
部の真空ポンプその他の真空排気系2に接続すると共
に、真空処理室1内の上方に送出ローラー3と巻取ロー
ラー4とを配置し、両ローラー3,4間にポリアミド酸の
薄膜および銅膜を形成せしめるべき長尺の基板5を張架
し、該基板5を送出ローラー3側から巻取ローラー4側
(矢印X方向)に移動出来るようにした。
また、真空処理室1内の下方の該基板5の通過する位
置にポリアミド酸の原料モノマーAとBを蒸発させるニ
ッケルメッキを内壁に施した鋼製の蒸発源6,6と、該蒸
発源6内の原料モノマーを加熱するヒーター7,7を備え
る原料モノマー蒸発装置8と、銅膜の原料Cを電子銃9
の電子ビームEBで蒸発させる蒸発源10を備える銅蒸発装
置11を配置した。
また、前記銅蒸発装置11の上方に基板5の前面に近接
して1対のローラー12,13で移動自在の銅膜パターンの
マスク14を備えるパターン形成装置15を配置した。
また、真空処理室1内に基板5の通過する位置に基板
5に蒸着、重合したポリアミド酸をイミド化させてポリ
イミドとするヒーター16を備える加熱装置17を配置し
た。
図中、18は基板5上へポリアミド酸薄膜の形成用ドラ
ム、19は該ポリアミド酸薄膜上への銅膜の形成用ドラ
ム、20は両蒸発源6,6の上方に配置したシャッター、21
は両蒸発源6,6間に設けた仕切板、22は蒸発源10の上方
に配置したシャッター、23は基板5の移動を安定させる
ローラーを示す。
次に前記装置を用いてプリント基板の製造方法の具体
的実施例を説明する。
先ず、厚さ25μm、幅250mm、長さ600mのポリイミド
フィルム(デュポン社製、商品名KAPTON)を真空中で10
0℃の熱処理を施して脱ガスして長尺の基板5を用意し
た。
次にこの長尺の基板5を真空処理室1内の送出ローラ
ー3と巻取ローラー4に夫々取り付けして両ローラー3,
4間に張架し、モーター(図示せず)により基板5を送
出ローラー3側より各ドラム18,19および各ローラー23
を経て巻取ローラー4側に移動するようにした。
続いて原料モノマー蒸発装置8の蒸発源6,6の一方に
原料モノマーAとしてピロメリット酸二無水物と、他方
に原料モノマーBとしてジアミノプロピルテトラメチル
ジシロキサンを、また銅蒸発装置11の蒸発源10に銅膜の
原料Cとして純度99.9%の銅材を夫々充填した後、各蒸
発装置8,11の夫々のシャッター20,22を閉じた状態で真
空処理室1内を真空排気系2を介して1×10-5Torrに設
定した。
次に蒸発モニター(図示せず)で蒸発源6,6からの各
原料モノマーA,Bの蒸発両を測定しながらヒーター7,7に
よってピロメリット酸二無水物を温度180±1℃に、ま
たジアミノプロピルテトラメチルジシロキサンを温度45
±1℃に、また原料Cを電子銃9により発生する電子ビ
ームEBで夫々加熱した。
次いで、原料モノマーA,Bが所定温度に達して所要の
蒸発量が得られた時点でシャッター20を開き、送出ロー
ラー3から巻取ローラー4に移動速度10/分で移動する
基板5上に原料モノマーA,Bを100Å/分の析出速度で蒸
着、重合させて前駆体である厚さ300Åのポリアミド酸
薄膜Pを連続状に形成した。尚、該蒸着、重合中におけ
る真空度は5×10-5Torrとした。
続いて基板5が前記速度で前記ポリアミド酸蒸発装置
8より移動し、銅蒸発装置11に到達した時点でシャッタ
ー22を開き、移動中の基板5上にパターン形成装置15の
マスク14を通して連続的に蒸着させて厚さ0.5μmの所
望形状のパターンを有する銅膜Fを前記ポリアミド酸薄
膜Pを介して形成した。尚、該蒸着中における真空度は
1×10-6Torrとした。
次にポリアミド酸薄膜Pと銅膜Fが形成された基板5
が前記速度で前記銅蒸発装置11より移動し、加熱装置17
内を通過中にヒーター16でポリアミド酸薄膜Pに温度30
0±10℃で加熱処理を施しながら順次イミド化させてポ
リイミドから成る接着層Sを連続状に形成した。尚、該
加熱中における真空度は1×10-5rrとした。
そして、第2図示のように基板5上にポリイミドから
成る接着層Sを介して銅膜Fを一体に形成したプリント
基板24を巻取ローラー4に長尺に連続状に巻き取った。
このようにして作成されたプリント基板24の室温(25
℃)、温度150℃、温度250℃の各温度における基板5と
銅膜Fの引きはがし強さを調べたところ、表に示すよう
な結果が得られた。
尚、各温度における引きはがし強さは引っ張り試験法
により求めた。
前記実施例と比較するために、比較例1として厚さ25
μmのポリミイドフィルム上にアクリル系接着剤を塗布
した後、厚さ10μmの銅箔を接着させてプリント基板を
作成し、該プリント基板の室温(25℃)、温度150℃、
温度250℃の各温度における基板と銅箔の引きはがし強
さを前記実施例と同様の方法により調べ、その結果を表
に示す。
また、比較例2として厚さ25μmのポリミイドフィル
ム上に直接厚さ0.5μmの銅膜を蒸着法により蒸着させ
てプリント基板を作成し、該プリント基板の室温(25
℃)、温度150℃、温度250℃の各温度における基板と銅
膜の引きはがし強さを前記実施例と同様の方法により調
べ、その結果を示す。
表から明らかなように、本発明実施例の方法で作成さ
れたプリント基板は比較例1,2に比して温度150℃、250
℃の高温において引きはがし強さが著しく向上したこと
が認められた。
また、本発明実施例の基板から銅膜を引きはがした後
のポリイミド接着層を調べたところ何らふくれは認めら
れなかった。
本発明における銅膜の形成は前記蒸着に限定されるも
のではなく、イオンプレーティング法や、スパッタ法に
よりポリアミド酸薄膜上に銅膜を形成させるようにして
もよい。
尚、図示装置のように銅蒸発装置11上方であって、基
板の直前に移動自在に銅膜のパターン形状のマスク14を
備えるパターン形成装置15を配置すれば、基板5上に銅
膜Fは所望のパターン形状に蒸着させることが出来るか
ら、その後のエッチング工程(回路作成工程)が不要と
なって生産性が向上するばかりではなく、パターン形状
が同一或いは異なったプリント基板を連続的に容易に製
造することが出来る。
また、図示装置では原料モノマー蒸発装置8と、銅蒸
発装置11と、加熱装置17を一つの真空処理室内に配置す
るようにしたが、原料モノマー蒸発装置8と、銅蒸発装
置11と、加熱装置17を夫々別個とし、各装置毎に真空排
気系を設置するようにしてもよいし、或いは例えば原料
モノマー蒸発装置8と、銅蒸発装置11を一つの真空処理
室内に配置し、残りの加熱装置17を別個の真空処理室内
に配置するようにしてもよい。このようにすれば、各装
置内での真空度を任意に設定することが出来、各工程毎
の真空度の調整が不要となって、基板上へのポリアミド
酸薄膜および銅膜の形成、ポリアミド酸薄膜への加熱イ
ミド化を連続的に迅速に行える。
(発明の効果) このように本発明によるときは、基板と銅膜との間に
形成されたポリアミド酸薄膜はイミド化される際に銅と
の界面で化学結合が生じて、基板と銅膜との間に耐熱性
と接着性に優れたポリイミド接着層が形成されるから、
高温における引きはがし強さの向上したプリント基板を
容易に製造することが出来る効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するための装置の1例の要部
截断面図、第2図は本発明方法で作成されたプリント基
板の截断面図である。 5……基板 24……プリント基板 A,B……ポリイミド原料モノマー C……銅材料 F……銅膜 P……ポリアミド酸薄膜 S……ポリイミド接着層

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリイミドフィルムから成る基板上にポリ
    イミドの原料モノマーを蒸着、重合させてポリアミド酸
    薄膜を形成し、次いで該薄膜上に蒸着法またはスパッタ
    法により銅膜を形成した後、加熱してポリアミド酸薄膜
    にイミド化処理を施すことを特徴とするプリント基板の
    製造方法。
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