(57)【要約】【課題】  ボイドフリーの多層ポリイミドフレキシブル回路基板を提供する。【解決手段】  ポリイミド樹脂を基材とした導体箔張り基板の導体箔面と他の同様の導体箔張り基板のポリイミド層とをプレキュアーされたポリイミド膜を介して接するように重ね合わせ、加圧状態で高温キュアーする多層ポリイミドフレキシブル回路基板の製造方法であって、内層となる導体箔の上にポリイミドを塗布し、１００〜１５０℃で２０〜９０分ソフトベークした後、１７０〜２５０℃で２０〜９０分プレキュアーし、このプレキュアーしたイミド層を有する導体箔と他の導体箔張り基板のイミド層とを接するように重ね、加圧状態において、２５０〜３５０℃で２０〜２４０分高温キュアーすることを特徴とする多層ポリイミドフレキシブル回路基板の製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミドを基材とした導体箔張り基板の導体箔面と他の同様の導体箔張り基板のポリイミド層とをプレキュアーされたポリイミド膜を介して接するように重ね合わせ、加圧状態で高温キュアーする多層ポリイミドフレキシブル回路基板の製造方法であって、内層となる導体箔の上にポリイミドを塗布し、１００〜１５０℃で２０〜９０分ソフトベークした後、１７０〜２５０℃で２０〜９０分プレキュアーし、このプレキュアーしたイミド層を有する導体箔と他の導体箔張り基板のイミド層とを接するように重ね、加圧状態において、２５０〜３５０℃で２０〜２４０分高温キュアーすることを特徴とする多層ポリイミドフレキシブル回路基板の製造方法。
【請求項２】
ソフトベーク、プレキュアー、高温キュアーのそれぞれが減圧雰囲気下で行われることを特徴とする請求項１記載の多層ポリイミドフレキシブル回路基板の製造方法。
【請求項３】
液状ポリイミド膜の塗布厚みが１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１または２記載の多層ポリイミドフレキシブル回路基板の製造方法。
【請求項４】
ポリイミドが下記で示される繰り返し単位を有するポリイミドであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の多層ポリイミドフレキシブル回路基板の製造方法。
【化１】
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【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層ポリイミドフレキシブル回路基板の製造方法に関し、より詳しくは、ポリイミド以外の絶縁層を有さず、ボイドのほとんどない、スルーホール信頼性、耐熱性、品質安定性に優れた多層ポリイミドフレキシブル回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の多層ポリイミドフレキシブルプリント基板は、ポリイミドフィルムと導体層を接着剤によって接着した基板間にアクリル系やエポキシ変性したポリイミド系のフィルム接着剤を挿入し熱圧着することにより多層フレキシブルプリント回路板を製造していた。
【０００３】
しかし、これらの多層基板は、用いられているエポキシ、アクリル等の接着剤層の耐薬品性、耐熱性等の諸特性が接着剤層以外の絶縁層に用いられているポリイミド層に比べて著しく劣るためスルーホールを形成する際、ドリル加工時の熱により発生するスミアの問題、過マンガン酸カリウムによるデスミア処理時の膨潤の問題をかかえており製品歩留りが悪い、スルーホール周りの信頼性が低いといった問題点を有していた。
【０００４】
このような問題を解決する提案として、金属箔の対向面の少なくとも一方にポリイミドワニスを塗布し、乾燥し、これら金属箔を重ねて熱風乾燥炉内で回転する圧着ローラーにより圧着、貼り合わせる、あるいは、重ね合わせられる複数の金属箔の間にポリイミドフィルムを挟み、これらを熱風乾燥炉内で回転する圧着ローラーにより圧着、貼り合わせる多層ポリイミドフレキシブルプリント回路基板の製造方法の提案がある（例えば、特許文献１参照。）。このローラーによる圧着は２４５℃、７５ｋｇｆ／ｃｍ２（７３５５ｋＰａ）で、３０分間加熱、圧着している。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２９９８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来から用いられているポリイミドワニスはポリアミド酸溶液であり、このポリアミド酸を塗布してから、完全に溶剤を除去してイミド化したものは接着性に乏しく、このため、アミド酸を一部残存させた状態で貼り合わせを行い、貼り合わせ後のポストキュアーで完全イミド化を行っている。このため、得られる積層体の接着層にはイミド化に伴う副生物残存、溶剤蒸発によるボイドの存在が避けられず、ボイドによる品質の低下、ロット間の品質のばらつきがあり、この解決が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような状況にかんがみ、本発明者らはボイドフリーの多層ポリイミドフレキシブル回路基板につき鋭意検討の結果、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、本発明の多層ポリイミドフレキシブル回路基板の製造方法は、ポリイミドを基材とした導体箔張り基板の導体箔面と他の同様の導体箔張り基板のポリイミド層とをプレキュアーされたポリイミド膜を介して接するように重ね合わせ、加圧状態で高温キュアーする多層ポリイミドフレキシブル回路基板の製造方法であって、内層となる導体箔の上にポリイミドを塗布し、１００〜１５０℃で２０〜９０分ソフトベークした後、１７０〜２５０℃で２０〜９０分プレキュアーし、このプレキュアーしたイミド層を有する導体箔と他の導体箔張り基板のイミド層とを接するように重ね、加圧状態において、２５０〜３５０℃で２０〜２４０分高温キュアーすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の方法によれば、樹脂層がすべてポリイミドからなるため、従来の接着剤層による耐薬品性、耐熱性の問題がなく、また、接着層にボイドがないので、ボイドに起因する電気特性などの品質の低下がなく、品質の安定性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明におけるポリイミド樹脂を基材とした導体箔張り基板としては、通常のアクリル系やエポキシ系の接着剤層を持たないポリイミドと導体箔層からなるものなら製造方法は、キャスティング法で作製されたものでもメッキ法で製造されたものでもよい。本基板に通常の方法により回路加工することによりパターン加工されたフレキシブルプリント回路板を得ることができる。導体箔を構成する導体としては、通常回路基板に用いられる導体であればいずれも用いることができ、具体例としては、銅箔、アルミ箔、ニッケル箔、ＳＵＳ箔等をあげることができる。
【００１１】
ポリイミド樹脂は、環状イミド基を含む高分子であり、通常ジアミンと酸無水物とを反応後、加熱もしくは化学的にイミド化させることにより得られ、一般にジアミンとしては、フェニレンジアミン、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、ジアミノジフェニルエ−テルなどを、酸無水物としては、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物などが用いられているが、本発明の製造方法において用いられるポリイミド樹脂としては、ポリアミド酸を残していない状態でも貼り付け可能なものであることが好ましく、このようなポリイミド樹脂として、ポリアミドイミド樹脂を挙げることができる。
【００１２】
このポリアミドイミド樹脂の中では、耐熱性、絶縁性、電気的特性に優れること、耐薬品性（耐メッキ性）に優れること、キュアーでの熱収縮が小さいこと、経時安定性が良好で室温保存が可能であることなどから、下記で示される繰り返し単位を有するポリイミド樹脂が好ましい。
【００１３】
【化１】
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【００１４】
このようなポリイミド樹脂としては、例えば、Ｄｕｒｉｍｉｄｅ  Ｄ１０Ａ（商品名、富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をあげることができる。
【００１５】
以下に、図１を用い、導体箔張り基板として、銅張りポリイミド基板を用いた場合を例にとり、本発明の製造方法を説明する。
まず、銅張り基板（Ａ）、本発明においては、図１（ｂ）に示すように一方の銅張り基板（Ｂ）２００の銅箔２１０の上に液状ポリイミド２３０を塗布する。この液状のポリイミドは硬化させると、銅張り基板を構成するポリイミド１２０、２２０と同じになるものであることが好ましい。
銅張り基板（Ｂ）２００の銅箔は、当然、回路形成工程により回路パターンを形成したものでもよい。
このポリイミド２３０の塗布厚は、キュアー後の厚みが１〜１０μｍであることが好ましい。塗布厚が１０μｍを超えると、ボイドが発生しやすくなるので好ましくない。塗布厚が１μｍ未満であると、多層基板の層間の接着強度が不充分となる場合も生ずる。
【００１６】
次いで、塗布したポリイミドを好ましくは数１００ｔｏｒｒ（数１００×１３３．３Ｐａ）の減圧下、例えば２００〜５００ｔｏｒｒ（２６７００〜６６７００Ｐａ）の圧力下、１００〜１５０℃で２０〜９０分ソフトベークを行う。このソフトベークにより液状ポリイミドに含まれる溶剤の大部分を除去する。これにより、次工程でプレキュアーを行っても溶剤揮発によるボイドが生成することはない。
【００１７】
次いで、ソフトベークしたイミド層２３２を好ましくは数１００ｔｏｒｒ（数１００×１３３．３Ｐａ）の減圧下、１７０℃〜２５０℃で２０〜９０分プレキュアーする。この段階で、液状ポリイミドに含まれていた溶剤はほぼすべて除去されているが、加圧下での高温キュアーでポリイミド１２０と接着可能な状況となる。
【００１８】
次いで、図１（ｅ）に示すように、このプレキュアーしたポリイミド２３４が積層された銅張り基板（Ｂ）２００のプレキュアーしたポリイミド層２３４の上にもう一方の銅張り基板（Ａ）１００のポリイミド層１２０が接するように重ね、必要に応じてピン、ハトメ等通常の方法で位置合わせし、減圧雰囲気下、２５０〜３５０℃であって、プレキュアー温度より高い温度で真空プレス等の高温プレス可能なプレス３００により、３５〜８０ｋｇ／ｃｍ２で２０〜２４０分高温キュアーを行う。これにより、ボイドフリーの二層ポリイミドフレキシブル回路基板が得られる。この工程を繰り返し行えば、任意の層数の多層ポリイミドフレキシブル回路基板を得ることができる。
【００１９】
積層前後の過程において所望の形状の回路形成工程を入れてパターニングを行い、また、必要に応じてスルーホール（Through Hole  ＴＨ）やインナーバイヤーホール(Inner Via Hole  ＩＶＨ)、ブラインドバイヤーホール(Blind Via Hole  ＢＶＨ)などを設けることもできる。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
ポリイミドとして、Ｄｕｒｉｍｉｄｅ  Ｄ１０Ａ（商品名、富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）を用いて、銅箔上に厚さ１０μｍの硬化ポリイミド層を形成した銅張り基板を準備し、銅箔面に所定の回路加工を施し、フレキシブル回路基板を得た。
この基板の銅箔上にポリイミドＤ１０ＡのＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）６５ｗｔ％溶液をイミド化後の膜厚が３μｍになるように塗布した。この基板（Ｂ）を約１００ｔｏｒｒ（１３３００Ｐａ）の減圧下におき、１００〜１５０℃で約１時間ソフトベークし、低沸点成分をとばした。
【００２１】
次いで、この基板を同様の減圧下で、約２２０℃で約９０分間プレキュアーしてＮＭＰをとばした。
【００２２】
この回路基板と、同様の銅箔上に厚さ１０μｍの硬化ポリイミド層を形成した銅張り基板とを、同様の減圧下で、回路基板のプレキュアーしたイミド層と銅張り基板のイミド層が接するように、重ねあわせ、プレスを用い、７０ｋｇｆ／ｃｍ２（６８６５ｋＰａ）の圧力下、３５０℃まで徐々に温度を上げ、３５０℃で１時間高温キュアーを行った。この基板に更にドリル加工、スルーホールメッキ、パターン形成を行い、２層のポリイミドフレキシブル回路基板を得た。この基板にスルーホールのためにドリル加工しても、仕上がり状態が良くスミアもほとんど発生していないためデスミア処理が必要なかった。また、デスミア処理に対応する処理として、過マンガン酸カリウム処理をしても耐薬品性に極めて優れるため絶縁層が溶出するようなことはなかった。また、この回路基板を切断して３μｍ厚のプレキュアー、高温キュアーしたポリイミド層を観察したところ、ボイドは全く観察されなかった。
【００２３】
本実施例では２層の例を示したが、この操作を繰り返して行えば任意の層数の多層回路板を得ることができる。
【００２４】
（比較例１）
塗工機を用いて、市販の厚さ１８μｍの銅箔に、ポリアミド酸溶液を均一かつ連続的に直接流延塗布し、１５０℃の熱風で乾燥し、ポリアミドイミド塗布金属箔を得、それを巻き取って二本のコイルとした。このポリアミドイミド塗布金属箔の厚さは２８μｍであった。
【００２５】
この二本のポリイミド塗布金属箔コイルを使用し、それぞれのポリイミド層が接するようにして、温度２２０℃、線圧力２０ｋｇｆ/ｃｍ（１９６０Ｎ／ｃｍ）の条件でラミネートし、２４５℃、７５ｋｇｆ／ｃｍ２（７３５５ｋＰａ）の条件で１時間プレスし、金属箔ポリイミド積層板を得た。この積層板を切断して、ラミネート部分を観察したところ、多数のボイドが観察された。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明によれば、耐熱性に優れ、ボイドがないため電気特性の安定した多層ポリイミドフレキシブル回路基板を得ることができ、耐熱性、高密度実装が要求される各種電子部品用基板として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】多層フレキシブル回路基板の製造工程を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１００：銅張り基板（Ａ）、    ２００：銅張り基板（Ｂ）
１１０，２１０：銅箔、  １２０，２２０：ポリイミド層
２３０：塗布された液状ポリイミド、  ２３２:ソフトベークされたポリイミド
２３４：プレキュアー後のポリイミド
１３０：高温キュアー後のポリイミドとポリイミド１２０が一体化されたポリイミド層
【図１】
2006202788.tif 000005