JPH01170091A - フレキシブル印刷配線用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はすぐれた屈曲性および耐熱性を有するフレキシ
ブル印刷配線用基板に関するものである。

（従来の技術） 近年エレクトロニクス分野の発展がめざましく　特に通
信用民生用等の電子機器の小型化、軽量化、高密度化が
進み、これらの性能に対する要求が、ますます高度なも
のとなってきている。

このような要求に対してフレキシブル印刷配線用基板は
、可撓性を有するため狭い空間に立体的高密度の実装が
可能であり、くり返し屈曲に耐え電子機器への配線、ケ
ーブル、コネクター機能を付与した複合部品としてその
用途が拡大しつつある。

フレキシブル印刷配線用基板は、一般に、絶縁基材とし
てポリイミドまたはポリエステル樹脂のフィルムが用い
られ、これら基板と銅箔、アルミニウム箔などの金属箔
とを接着剤を介して積層−体止したものをベースとし、
これに回路を形成してカメラ、電卓、コンピュタ−など
の多くの機器に実装されている。このフレキシブル印刷
配線用基板には、金属箔とフィルムとの接着性ばかりで
なく、耐熱性、耐薬品性、可撓性、電気絶縁性などの諸
特性の良好なことが要求される。さらに、最近ではプリ
ンター、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク
ドライブ等の部品として可動部に使われる機会が多くな
り、これに伴なって前記の特性を満たすとともに特に屈
曲性の要求が強くなってきている。

従来これらの要求を満たすべき接着剤としては、ＮＢＲ
系、ブチラール樹脂系、ナイロン／エポキシ系、ＮＢＲ
／フェノール系、カルボキシル基含有ＮＢＲ／エポキシ
系など種々の接着剤が提案されている。しかしながら、
これらの接着剤には一長一短があり、前記特性を十分に
兼ね備えているものはなかった。

（発明の目的） 本発明の目的は、前記特性を満足させるためになされた
もので特に屈曲性、耐熱性に優れたフレキシブル印刷配
線用基板を提供しようとするものである。

（発明の構成） 本発明者らは前記特性を満足させるべく鋭意検討した結
果、低温プラズマ処理された絶縁フィルムにポリエステ
ル樹脂、耐熱性エポキシ樹脂、汎用エポキシ樹脂、硬化
剤として酸無水物、芳香族ジアミン、イミダゾールから
なる接着剤を介して得られるフレキシブル印刷配線用基
板が前記特性を満たすとともに、特に屈曲性、耐熱性に
優れていることを見出し本発明に至ったのである。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明で使用される絶縁フィルムとしてはポリイミドフ
ィルム、ポリパラバン酸フィルム、ポリエステルフィル
ム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリエーテルエー
テルケトンフィルム等が示されるが、特にポリイミドフ
ィルムが好ましい。

金属箔としては電解銅箔、圧延銅箔およびアルミニウム
箔、ダンゲステン箔等が使用される。

本発明は、上記した絶縁フィルムと金属箔と上記した接
着剤を用いて積層一体化するのであるが、この絶縁フィ
ルムはあらかじめ無機ガスによる低温プラズマ処理を施
してフィルムと接着剤との密着性を向上させることが必
要である。

この低温プラズマ処理の方法としては、減圧可能な低温
プラズマ処理装置内に前記絶縁フィルムを入れ、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．Ｏ１〜１トルに保持した状態で、電極間
に０．１〜１０ｋＶ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、絶縁フィルムを順次移動させながら表面を連
続的にプラズマ処理するが、プラズマ処理時間はおおむ
ね０．１〜１００秒とするのが良い。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、および
酸素、窒素、−酸化炭素、二酸化炭素、アンモニア、空
気等が使用されるが、これらは１種に限られず、２種以
上混合して使用することも任意に行なわれる。

次に本発明に使用する接着剤は、ポリエステル樹脂１０
０重量部、分子中に３個以上のエポキシ基を有するエポ
キシ樹脂１０〜６０部、分子中に２個のエポキシ基を有
するエポキシ樹脂５０〜２００重量部、硬化剤として酸
無水物３〜３０重量部、芳香族ジアミン１〜１０重量部
、イミダゾール系化合物０．１〜５重量部を必須成分と
する。

ポリエステル樹脂としては、例えば次のポリオール類と
酸成分とから合成されたものがあげられる。ポリオール
としてはエチレングリコール、ジエチレングリコール、
トリエチレングリコール、プロピレングリルコール、ネ
オペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、トリ
メチロールプロパンエチレンオキサイド付加物等がある
。酸成分としてはテレフタル酸、イソフタル酸、アジピ
ン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸およびそれらの
酸無水物などがある。

本発明に適しているポリエステル樹脂は分子量１０００
０〜３００００で末端がＯＨ基もしくは−ＣＯＯＨ基の
ものが好ましい。

エポキシ樹脂としては、１分子中にエポキシ基を２個有
するものと３個以上有するものを２種以上併用すること
が必須である。１分子中にエボキシ基を２個有するもの
としてはビスフェノールＡタイプ、エーテルタイプ、エ
ーテルエステルタイプ等があり、市販品としてはエピコ
ート８２８．８７１．１００１．５１７（油化シェルエ
ポキシ社製、商品名）、スミエポキシＥＬＡ１１５．１
２７（住人化学社製、商品名）等があげられ、特に直鎖
の長いものが好ましく、これにより結合分子間の自由度
が高くなりフレキシビリティ−が向上する。これらのエ
ポキシ樹脂が多すぎると耐熱性が低下し、少なすぎると
フレキシビリティ−が失われてしまう。また１分子中に
エポキシ基を３個以上有するものとしては、ノボラック
タイプ、グリシジルアミンタイプ等があり市販品として
はエピコート１５４．６０４（油化シェルエポキシ社製
、商品名）、スミエポキシＥＳＣＮ−１９５ＸＬ、ＥＬ
Ｍ１２０　（住人化学社製、商品名）等が挙げられ、こ
れにより架橋密度が高くなり、耐溶剤性、耐熱性が向上
する。これらのエポキシ樹脂が多過ぎると接着性、フレ
キシビリティ−が失われ、少な過ぎると耐熱性が低下し
てしまう。

つぎに硬化剤となる酸無水物としては単官能タイプおよ
び多官能タイプが用いられる。前者はメチルテトラヒド
ロ無水フタル酸、メチルへキサヒドロ無水フタル酸、ヘ
キサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸等
およびＣｓ、Ｃｏｏジエンと無水マレイン酸との反応に
よるものがあり後者は無水トリメリット酸、無水ピロメ
リット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等がある。

これの中でもＣＩＯジエンと無水マレイン酸との反応に
よって得られる単官能型酸無水物が特に良く、吸湿性ポ
ットライフおよび硬化物の耐湿性、耐熱性、電気特性が
優れている。これらの酸無水物が多過ぎると未反応の酸
が残ってしまうため電気特性が悪くなり少な過ぎると耐
熱性等が悪くなる。

イミダゾールとしては、一般式 （式中Ｒ１、Ｒ２は水素原子またはアルキル基を示し、
Ｒ３は水素原子またはアルキル誘導体を示す）で表わさ
れる化合物で、２−メチルイミダゾール、２−エチルイ
ミダゾール、２−エチル−４メチルイミダゾール、２−
ヘプタデシルイミダゾール、およびその誘導体がある。

イミダゾールはエポキシ樹脂の硬化とともに酸無水物等
の硬化促進剤としても作用し、これが多過ぎると電気特
性等が悪くなり、少な過ぎると耐熱性等が悪くなる。

芳香族ジアミンとしては、ジアミノジフェニルメタン、
ジアミノジフェニルスルホン等が用いられる。これらは
未反応のポリエステル樹脂と未反応のエポキシ樹脂との
架橋を十分に行なわせるためであり、これによって耐熱
性が向上する。

フレキシブル印刷配線用基板を製造する方法としては、
溶剤で溶かした接着剤組成物をリバースロールコータ−
、コンマコーター等を用いてポリイミドフィルムまたは
金属箔に乾燥状態で厚さ２５±１５μｍになるように塗
布し８０〜１４０℃で２〜２０分間乾燥して溶剤を蒸発
させて接着剤を半硬化の状態にする。この接着剤付ポリ
イミドフィルム（または金属箔）の接着剤面に銅箔、ア
ルミ箔等の金属箔（またはポリイミドフィルム）を重ね
合せ、ロールラミネーターにより加熱圧着し、必要に応
じてアフターキュアを行うことによりフレキシブル印刷
配線用基板を得ることが出来る。圧着条件としては温度
１４０±４０℃、線圧１〜５０にｇ／ｃＩ１１２、速度
０．５〜１０　ｍ／ｍｉｎの範囲が良く、アフターキュ
アは２段階で行うのが好ましく、この場合の条件は第１
段階として温度８０±２０℃、時間０．５〜５時間、第
２段階として温度１６０±４０℃、時間１〜１０時間の
範囲で行うことができる。

次に本発明を実施例により具体的に説明する。

具体例中の部および％は全て重量による。

（参考例：絶縁フィルムの低温プラズマ処理）低温プラ
ズマ処理装置内に２５ｃｍ角厚み２５μｍのカプトンフ
ィルム（Ｄｕｐｏｎｔ社製ポリイミドフィルム商品名）
を入れ真空度０．２トルで酸素を導入し、１１０ｋＨｚ
、１．５ｋｖの交流電圧を電極に印加してグロー放電を
生じせしめ２０秒間低温プラズマ処理を行なった。カプ
トンフィルムは上下対向電極の下方電極上に置き、電極
間は１０ｃｍとした。これを低温プラズマＡ処理とした
。同様に０．２トル圧のアルゴンおよびアルゴン・酸素
の混合ガスによる低温プラズマ処理を行なった。これら
をそれぞれ低温プラズマＢ処理および低温プラズマＣ処
理とした。

実施例１ バイロン３００（東洋紡社製ポリエステル樹脂商品名）
をメチルエチルケトンに溶解した２０％溶液５００重量
部、エピコート１５４（油化シェルエポキシ社製、ノボ
ラック型エポキシ樹脂商品名）の５０％メチルエチルケ
トン溶液５０部、エピコート８２８（油化シェルエポキ
シ社製ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂商品名）、トリ
アルキルテトラヒドロ無水フタル酸５部、ジアミノジフ
ェニルメタン５部、２部４ＭＺ−ＣＮ　（四国ファイン
ケミカルズ社製、イミダゾール商品名）１部をそれぞれ
秤量仕込み、十分にかくはん溶解し接着剤溶液を調整し
た。

これを低温プラズマＡ処理したカプトンフィルム（前出
）に乾燥後の厚みが約２０μｍになるように塗布し、８
０℃で１０分間、１１０℃で２分間乾燥を行なった。こ
れに厚さ３５μｍの圧延銅箔（日本鉱業社製）を積層し
、１４０℃、線圧５　ｋｇ／ｃｍ”、速度２＋＋／ｍｉ
ｎでロールラミネーターにより圧着一体化した０次にオ
ーブン中で、８０℃の温度に２時間、１２０℃の温度に
１時間、さらに１７０℃の温度に３時間加熱し、アフタ
ーキュアを行なった。このようにして得られたフレキシ
ブル印刷配線用基板の特性を表にして示す。

実施例２ バイロン２９５（東洋紡社製、ポリエステル樹脂商品名
）をメチルエチルケトンに溶解した２０％溶液５００部
をＥＳＣＮ−１９５ＸＬ　（住人化学社製、ノボラック
型エポキシ樹脂商品名）の５０％メチルエチルケトン溶
液５０部、エピコート８７１　（油化シェルエポキシ社
製、脂肪酸ポリエポキシ樹脂商品名）の５０％メチルエ
チルケトン溶液１００部、メチルテトラヒドロ無水フタ
ル酸５部、２部４ＭＥ−ＣＮ　（前出）２部、ジアミノ
ジフェニルスルホン５部をそれぞれ秤量、仕込み、十分
にかくはん溶解し、接着剤を調整した。

これより実施例１に示す操作にしたがってフレキシブル
印刷配線用基板を製造した。その物性については表−１
に示した。

実施例３ バイロン３００（東洋紡社製、ポリエステル樹脂商品名
）をジオキサンに溶解した５０％溶液５００部、エピコ
ート６０４（油化シェルエポキシ社製、ジグリシジルア
ミンエポキシ樹脂商品名）の５０％ジオキサン溶液３５
部、エピコート５１７（油化シェルエポキシ社製、エポ
キシ樹脂商品名）の５０％シロキサン溶液１００部、エ
ビキュアＹＨ３０７（油化シェルエポキシ社製、酸無水
物商品名）１０部、２部４ＭＺ　（四国ファインケミカ
ルズ社製、イミダゾール商品名）４部、ジアミノジフェ
ニルメタン５部をそれぞれ秤量仕込み、十分にかくはん
溶解し、接着剤を調整した、これより実施例１に示す操
作にしたがってフレキシブル印刷配線用基板を製造した
。物性については表−１に示した。

比較例１ 実施例１においてトリアルキルテトラヒドロ無水フタル
酸５部、２部４ＭＺ−ＣＮ　（前出）１部、ジアミノジ
フェニルメタン５部の代りにジアミノジフェニルメタン
１５部を使用した以外は同一条件で行ない、フレキシブ
ル印刷配線用基板を製造した。物性については、表−１
に示した。

比較例２ 実施例１においてジアミノジフェニルメタンを使用しな
かった以外は同一条件で行ないフレキシブル印刷配線基
板を製造した。物性については、表−１に示した。

比較例３ 実施例２において、バイロン２９５（前出）の２０％メ
チルエチルケトン溶液５００部を１０００部に代替した
以外は同一条件で行ないフレキシブル印刷配線用基板を
製造した。物性については、表−１に示した。

比較例４ 実施例３において、エピコート６０４（前出）の５０％
ジオキサン溶液３５部、エピコート５１７（前出）の５
０％ジオキサン溶液１６０部をエピコート５１７（前出
）の５０％ジオキサン溶液３２０部に代替した以外は同
一条件で行ない、フレキシブル印刷配線用基板を製造し
た。物性については、表−１に示した。

実施例４．５ 実施例１において低温プラズマＡ！Ａ埋したカプトンの
代りに低温プラズマＢ処理、低温プラズマＣ処理したカ
プトンを使用した以外は同一条件で行ない、フレキシブ
ル印刷配線基板を製造した。

それぞれ実施例４．５とし、物性については、表−１に
示した。

比較例５ 実施例１において低温プラズマＡ処理したカプトンの代
りに未処理のカプトンを使用した以外は同一条件で行な
い、フレキシブル印刷配線用基板を製造した。特性につ
いては表−１に示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．低温プラズマ処理された絶縁フィルムに下記組成の
   接着剤を介して金属箔を積層一体化させてなるフレキシ
   ブル印刷配線用基板 イ）ポリエステル樹脂１００重量部 ロ）分子中に３個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹
   脂１０〜６０重量部 ハ）分子中に２個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂５
   ０〜２００重量部 ニ）酸無水物３〜３０重量部 ホ）芳香族ジアミン１〜１０重量部 および ヘ）イミダゾール系化合物０．１〜５重量部