JPH05114784A - 両面フレキシブル金属張積層板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性や多層化時の接続信頼性に優れ、更に
コストや量産性にも優れた両面フレキシブル金属張積層
板を提供する。 【構成】 両面が接着処理されたポリイミドフィルムの
両面に、ガラス転移点が２００〜２５０℃のポリイミド
系接着剤からなり、厚さがポリイミドフィルムの厚さの
５〜５０％である接着剤層を介して、金属箔を積層して
なる両面フレキシブル金属張積層板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性、高温時の接着
力及び多層化時の接続信頼性に優れた両面フレキシブル
金属張積層板に関する。

【０００２】

【従来の技術】フレキシブル金属張積層板は、フレキシ
ブル印刷配線板用基板であり、近年顕著な電子機器の小
型化、高密度化に伴い多用されている。この高密度に対
応すべく、フレキシブル金属張積層板の両面化がさかん
に行われており、更に層間接着剤を用いて４層以上の多
層化も行なわれるようになってきている。

【０００３】しかし、従来の両面フレキシブル金属張積
層板は、用いる接着剤がエポキシ系やアクリル系であ
り、そのガラス転移点は１００〜１５０℃程度であるた
め、高温時の接着力、はんだ耐熱性等の特性面において
現在の要求を十分満足させているとは言えない。更に、
多層化時には１７０〜２００℃の積層温度がかかるが、
この温度は従来の接着剤のガラス転移点を超える温度で
あるために、積層前後における接着剤の収縮等により、
金属回路がずれるなどの問題点があった。また、積層後
においてもＺ軸方向の熱膨張係数が約５×１０^-4／℃と
大きいため、従来の接着剤を用いた両面フレキシブル金
属張積層板は接続信頼性に劣るなどの問題もあり、微細
なライン形成をする材料、高多層化する材料として適当
なものではなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、片面フレキシブ
ル金属張積層板においては、接着剤を用いない２層構造
のものが多用されるすう勢にある。両面フレキシブル金
属張積層板においても特開平３−２０５４７４号明細書
に示されているように、２層構造の片面品を用いて両面
フレキシブル金属張積層板とする手段があり、各特性は
全て良好であるが、製造コストが高いという問題点があ
った。本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、両面
フレキシブル金属張積層板に用いる接着剤として、ガラ
ス転移点が２００〜２５０℃であるポリイミド系接着剤
を用いることで、耐熱性や多層化時の接続信頼性に優
れ、更にコストや量産性にも優れた両面フレキシブル金
属張積層板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】本発明者らは、特性低下
の原因である従来のアクリル系やエポキシ系接着剤に代
わるものについて鋭意検討した結果、ガラス転移点が２
００〜２５０℃のポリイミド系接着剤を用いることによ
り前記目的が達成されること見出し、この知見に基づい
て本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち、本発明は両面が接着処理された
ポリイミドフィルムの両面に、ガラス転移点が２００〜
２５０℃のポリイミド系接着剤からなり、厚さがポリイ
ミドフィルムの厚さの５〜５０％である接着剤層を介し
て金属箔を積層したことを特徴とする両面フレキシブル
金属張積層板を提供するものである。

【０００７】本発明の両面フレキシブル金属張積層板
は、接着剤のガラス転移点が従来のものに比べ高いため
に、２００℃においても金属箔との接着強度の低下が少
なく、かつ３５０℃のはんだ浴浸漬でも６０秒間以上異
常は認められなかった。

【０００８】本発明で用られるポリイミドフィルムとし
ては、寸法安定性を確保するために、導体金属と同程度
の線熱膨張係数を有する低熱膨張性ポリイミドフィルム
が好ましく用いられる。このようなポリイミドフィルム
としてはユーピレックスＳ（宇部興産（株）製）、アピ
カルＮＰＩ（鐘淵化学工業（株）製）などが挙げられる
が、線熱膨張係数が５０〜２５０℃において、２．５×
１０^-5以下のものが好ましく用いられる。線熱膨張係数
がこれを超えるポリイミドフィルムを用いると、回路加
工後の寸法変化率が大きくなり、また、熱サイクル試験
における接続信頼性が低下することがある。ポリイミド
フィルムの厚さは通常１２．５〜７５μｍのものが好適
に用いられる。

【０００９】このポリイミドフィルムの両面には接着処
理が施されている。接着処理の方法としては、ブラシ研
磨、サンドブラスト処理などの機械的処理とカップリン
グ剤処理、アルカリ処理、コロナ処理、プラズマ処理な
どの化学的処理がある。中でも酸素プラズマ処理が効果
の面から最も好ましい。

【００１０】本発明の両面フレキシブル金属張積層板の
ポリイミドフィルムの両面には接着剤層を介して金属箔
が積層されている。この接着剤層はガラス転移温度が２
００〜２５０℃のポリイミド系接着剤からなっている。
接着剤のガラス転移温度が２００℃未満であると得られ
る両面フレキシブル金属張積層板の、耐熱性、多層化時
の接続信頼性が低下し、２５０℃を超えるとポリイミド
フィルムと金属箔の接着が困難となる。金属箔として
は、厚さ８〜１０５μｍの銅箔が好適に用いられる。

【００１１】本発明で用いられるポリイミド系接着剤と
しては２，２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フ
ェニル］プロパン等のジアミノ化合物とベンゾフェノン
テトラカルボン酸等のテトラカルボン酸等を反応させて
得られるポリアミド酸をイミド化してなるもの、あるい
は前記ポリアミド酸にＮ，Ｎ′−（メチレン ジ−ｐ−
フェニレン）ビスマレイミド等のビスマレイミド化合物
を配合し、イミド化してなるもの等が挙げられる。

【００１２】上記接着剤層の厚さは、ポリイミドフィル
ムの厚さの５〜５０％の厚さとする。接着剤層の厚さと
がポリイミドフィルムの厚さの５０％を超えると得られ
るフレキシブル金属張積層板の接続信頼性が低下する。
好ましくはポリイミドフィルムの厚さの５〜３０％とす
る。この理由としては、ポリイミド系接着剤のＺ軸方向
の熱膨張係数は、５０〜２５０℃において、６．１×１
０^-5／℃であり、従来のエポキシ系やアクリル系に比べ
ると１桁以上小さいが、銅やその他の金属箔と同等まで
小さくするのは困難であるために、絶縁層全体における
接着剤層の占める割合が増えると、絶縁層全体のＺ軸方
向熱膨張係数が大きくなってしまい寸法精度や接続信頼
性の点で問題となるためである。

【００１３】本発明の接着剤層の形成は、接着処理した
ポリイミドフィルムの両面に、ポリイミド系接着剤組成
物を均一に塗布し、次いで、例えば１５０℃１０分，２
００℃３０分乾燥する。乾燥後のそれぞれの接着剤層の
厚さは、ベースフィルムのポリイミドフィルムとの比で
５〜５０％の厚さになるようにする。また、金属箔上に
ポリイミド系接着剤組成物を上記厚さになるように均一
に塗布しておいてもよい。

【００１４】最後に、ポリイミドフイルムと金属箔を接
着剤層を介して熱圧着する。この際の温度は、接着剤の
ガラス転移点以上が必要であり、好ましくは２４０〜２
６０℃である。また、圧力は２０ｋｇｆ／ｃｍ²以上が
好ましいが特に限定されるものではない。時間及び圧着
方法について特に限定はなく、実際の特性を観察しなが
ら決定する。ロールラミネートによる連続圧着も可能で
あり、非常に有用である。

【００１５】上記のようにして得られた両面フレキシブ
ル金属張積層板は、金属箔の引き剥がし強さが２００℃
において０．８ｋｇｆ／ｃｍ以上、はんだ耐熱性が３５
０℃で６０秒間以上であり、耐熱性、高温時の接着力及
び多層化時の接続信頼性に優れたものである。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。 合成例１ 熱電対、攪拌機、窒素吸込口、コンデンサーを取付けた
６０１ステンレス製反応釜に、毎分３００ｍｌの乾燥窒
素を流しながら２，２−ビス〔４−（ｐ−アミノフェノ
キシ）フェニル〕プロパン４．２０ｋｇとＮ，Ｎ−ジメ
チルアセトアミド４２．５ｋｇを入れ攪拌しＢＡＰＰを
溶解した。この溶液をウォータージャケットを用いて２
０℃以下に冷却しながら、ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸３．３０ｋｇを徐々に加え重合反応させ粘ちょうな
ポリアミド酸ワニスを得た。

【００１７】以後の塗膜作業性を良くする目的から、こ
のワニスの回転粘度が約２００ポイズになるまで８０℃
でクッキングを行った。このワニスの中に生成している
ポリアミド酸は７．５ｋｇ（１５ｗｔ％）である。この
ポリアミド酸から得られたポリイミドのガラス転移温度
は２４５℃であった。

【００１８】次いでこのポリアミド酸ワニスを４０℃に
冷却し、不揮発ポリアミド酸１００重量部に対し４０重
量部にあたる３．００ｋｇのＮ，Ｎ′−（メチレン ジ
−ｐ−フェニレン）ビスマレイミドを添加溶解しポリイ
ミド系接着剤組成物を得た。

【００１９】実施例１ ２５μｍのポリイミドフィルム（宇部興産（株）製、商
品名ＵＰＩＬＥＸ−Ｓ）の両面に圧力０．１ｔｏｒｒ，
投入電力１５ｋＷ，処理時間５秒の条件で酸素プラズマ
処理を行い、両面に合成例１で合成したポリイミド系接
着剤組成物を、それぞれ乾燥後の厚さが１０μｍになる
ように塗布し、１５０℃／１０分，２００℃／３０分の
条件で乾燥した。接着剤中の残留揮発分は０．３重量％
だった。

【００２０】次に、上記のポリイミドフィルムの接着剤
面と３５μｍの銅箔（日本鉱業（株）製、商品名ＢＨ
Ｙ）の粗化面とを対向させて、ポリイミドフィルムと銅
箔を重ね合わせ、２５０℃／３０分，４０ｋｇｆ／ｃｍ
²の積層条件でプレスし、両面フレキシブル銅張積層板
を得た。金属箔との引き剥がし強さは、室温で１．２ｋ
ｇｆ／ｃｍ，２００℃でも１．２ｋｇｆ／ｃｍであり、
高温時の接着力低下は認められず、また、３５０℃、３
分間のはんだ浴試験でも異常は認められなかった。

【００２１】実施例２ ３５μｍの銅箔（日本鉱業（株）製、商品名ＢＨＹ）の
粗化面に合成例１で合成したポリイミド系接着剤組成物
を、乾燥後の厚さが１０μｍになるように塗布し、１５
０℃／１０分，２００℃／３０分の条件で乾燥した。接
着剤中の残留揮発分は０．３重量％だった。

【００２２】次に、両面に実施例１と同条件で酸素プラ
ズマ処理を行った２５μｍのポリイミドフィルム（宇部
興産（株）製、商品名ＵＰＩＬＥＸ−Ｓ）の両面の酸素
プラズマ処理面と接着剤組成物塗布面を対向させ、ポリ
イミドフィルムと銅箔を重ね合わせ、２５０℃／３０
分，４０ｋｇｆ／ｃｍ²の積層条件でプレスし、両面フ
レキシブル銅張積層板を得た。金属箔との引き剥がし強
さは、室温で１．３ｋｇｆ／ｃｍ，２００℃でも１．２
ｋｇｆ／ｃｍであり、３５０℃、３分間のはんだ浴試験
でも異常は認められなかった。

【００２３】比較例１ 接着剤組成物としてエポキシ／ＮＢＲ系接着剤（日立化
成ポリマー（株）製、商品名Ｈ−２７６６ ガラス転移
温度６０℃）を用い、乾燥条件を１２０℃／１０分及び
積層条件を１７０℃／６０分とした他は実施例１同様に
して両面フレキシブル金属張積層板を得た。金属箔との
引き剥がし強さは、室温では１．５ｋｇｆ／ｃｍであっ
たが、２００℃では金属箔が剥離してしまった。また、
３５０℃のはんだ浴試験においても金属箔が剥離した。

【００２４】比較例２ 接着剤の塗布厚を３０μｍとした他は、実施例１と同様
にして両面フレキシブル金属張積層板を得た。引き剥が
し強さ、はんだ浴試験とも異常は認められなかったが、
寸法変化率が−０．１５％と大きく、多層化積層時に支
障をきたした。また、Ｚ軸方向の熱膨張係数が８．０×
１０^-5／℃と大きく熱サイクル試験時（−６５℃／３０
分←→１２５℃／３０分）において、クラックを生じ
た。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、高温時の引き剥がし強
さ及びはんだ耐熱性に極めて優れた両面フレキシブル金
属張積層板を提供することができる。これにより、多層
化後も接続信頼性が高く、低コストでかつ優れた特性の
フレキシブル印刷配線板の製造が可能になった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長尾 孝一 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日立化 成工業株式会社五所宮工場内 (72)発明者 越智 敬人 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日立化 成工業株式会社五所宮工場内 (72)発明者 加藤 靖 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日立化 成工業株式会社五所宮工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面が接着処理されたポリイミドフィル
   ムの両面に、ガラス転移点が２００〜２５０℃のポリイ
   ミド系接着剤からなり、厚さがポリイミドフィルムの厚
   さの５〜５０％である接着剤層を介して、金属箔を積層
   したことを特徴とする両面フレキシブル金属張積層板。
2. 【請求項２】 ポリイミドフィルムの接着処理がプラズ
   マ処理である請求項１記載の両面フレキシブル金属張積
   層板。