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課題

公知技術のようにフレキ部とリジッド部に別々にカバーレイフィルムを貼り付ける工程を持たず、積層する際に、フレキ部とリジッド部に同時に同一のカバーレイフィルムを一括貼り付けてしまうことによってコストダウン可能なリジッドフレキ製造方法と、該方法によって得られるリジッドフレキ基板を提供すること。

解決手段

リジッド部分最外層とフレキ部分の最外層としてカバーレイフィルムが積層されたリジッドフレキ基板において、同一のカバーレイフィルムがリジッド部とフレキ部に単一の熱圧着工程で積層されていることを特徴とするリジッドフレキ基板。該カバーレイフィルムは、引張弾性率が2.5GPa以下、伸び率が50%以上、かつ厚みが15μm以下のポリイミド層(I)に、接着層(II)が積層された積層構造を含んでなる。

概要

背景

近年、スマートフォンなどの高機能化のためリジッド部とフレキ部が一体化になった高密度配線板(以下、リジッドフレキと呼ぶ)が検討されている。リジッドフレキをスマートフォン・タブレットに組み込む際にはフレキ部を折りたたむため、リジッドフレキを構成するフレキ部の材料には耐折性低弾性率薄膜化が求められている。すなわち、フレキ部には設計自由度と組み込み作業性に優れたスプリングバック性を備えることが求められている(例えば、特許文献1)。

また、リジッドフレキの製造は一般的に複雑な工程を踏んで実施されることが多く、製造コスト削減のため、製造工程を減らすことが可能な簡易工法やそれを実現できる材料開発が常に求められている。リジッドフレキの製造方法として、例えば特許文献2のようにカバーレイフィルムが貼られたフレキ部にリジッド部を積層・加工した後、リジッド部にカバーレイフィルムを貼り付ける製造方法が提案されている。また、特許文献3のように、カバーレイフィルムが貼られたフレキ部とカバーレイフィルムが貼られたリジッド部を銅ボールが挟み込まれたボンディングシート一括積層する方法も提案されている。これらの先行技術文献を含む多くの公知技術では、フレキ部とリジット部に別々にカバーレイフィルムを貼り付ける工程が必要であった。

カバーレイフィルムとは、ポリイミドフィルム接着層が積層された部品である(例えば、特許文献4)。リジッドフレキのリジッド部は通常200〜500μmの段差(凸部)を持ち、従来のカバーレイフィルムでは、このように高い段差を埋め込むことが困難であることが、フレキ部とリジッドの一括積層法への道を阻んでいた。高段差部埋め込みを難しくしていた理由の一つとして、ポリイミドフィルムのガラス転移温度が高く、カバーレイフィルムを貼り付ける工程でポリイミド自体が伸びないことが挙げられる。さらに、市販されている各種ポリイミドフィルムのガラス転移温度は高く伸び率も低いため、市販ポリイミドフィルムを改善する方法によって一括積層することも難しかった。

概要

公知技術のようにフレキ部とリジッド部に別々にカバーレイフィルムを貼り付ける工程を持たず、積層する際に、フレキ部とリジッド部に同時に同一のカバーレイフィルムを一括貼り付けてしまうことによってコストダウン可能なリジッドフレキ製造方法と、該方法によって得られるリジッドフレキ基板を提供すること。リジッド部分最外層とフレキ部分の最外層としてカバーレイフィルムが積層されたリジッドフレキ基板において、同一のカバーレイフィルムがリジッド部とフレキ部に単一の熱圧着工程で積層されていることを特徴とするリジッドフレキ基板。該カバーレイフィルムは、引張弾性率が2.5GPa以下、伸び率が50%以上、かつ厚みが15μm以下のポリイミド層(I)に、接着層(II)が積層された積層構造を含んでなる。なし

目的

本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、前記した先行技術文献(特許文献2、3)のようにフレキ部とリジッド部に別々にカバーレイフィルムを貼り付ける工程を持たず、積層する際に、フレキ部とリジッド部に同時にカバーレイフィルムを一括貼り付けてしまうことによってコストダウン可能なリジッドフレキとその製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

リジッド部分最外層フレキ部分の最外層としてカバーレイフィルムが積層されたリジッドフレキ基板において、同一のカバーレイフィルムがリジッド部とフレキ部に単一の熱圧着工程で積層されていることを特徴とするリジッドフレキ基板。

請求項2

引張弾性率が2.5GPa以下、伸び率が50%以上、かつ厚みが15μm以下のポリイミド層(I)に、接着層(II)が積層された積層構造を含んでなるカバーレイフィルムであることを特徴とする請求項1記載のリジッドフレキ基板。

請求項3

カバーレイフィルムのポリイミド層(I)が熱可塑性ポリイミド(P)を含んでなり、該ポリイミド(P)がテトラカルボン酸二無水物(A)とジアミン成分(B)を反応させて得られるポリイミドであって、前記テトラカルボン酸二無水物成分(A)は全芳香族型であり、前記ジアミン成分(B)は、85〜100モル%の全芳香族型ジアミン成分(B1)と、0〜15モル%の下記一般式(1)および(2)から選ばれる一種以上のジアミン成分からなることを特徴とする請求項1または2に記載のリジッドフレキ基板。〔一般式(1)中、nは1〜50の整数を表し、Xはそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキレン基を表す〕〔一般式(2)中、p、qおよびrはそれぞれ独立に0〜10の整数を表し、Yはそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキレン基を表す〕

請求項4

ポリイミド層(I)が、イミド化が完了しているポリイミドワニス平面状支持体(III)上に塗布後、乾燥し得られるポリイミド層であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のリジッドフレキ基板。

技術分野

0001

本発明は、リジッドフレキ基板に関する。

背景技術

0002

近年、スマートフォンなどの高機能化のためリジッド部とフレキ部が一体化になった高密度配線板(以下、リジッドフレキと呼ぶ)が検討されている。リジッドフレキをスマートフォン・タブレットに組み込む際にはフレキ部を折りたたむため、リジッドフレキを構成するフレキ部の材料には耐折性低弾性率薄膜化が求められている。すなわち、フレキ部には設計自由度と組み込み作業性に優れたスプリングバック性を備えることが求められている(例えば、特許文献1)。

0003

また、リジッドフレキの製造は一般的に複雑な工程を踏んで実施されることが多く、製造コスト削減のため、製造工程を減らすことが可能な簡易工法やそれを実現できる材料開発が常に求められている。リジッドフレキの製造方法として、例えば特許文献2のようにカバーレイフィルムが貼られたフレキ部にリジッド部を積層・加工した後、リジッド部にカバーレイフィルムを貼り付ける製造方法が提案されている。また、特許文献3のように、カバーレイフィルムが貼られたフレキ部とカバーレイフィルムが貼られたリジッド部を銅ボールが挟み込まれたボンディングシート一括積層する方法も提案されている。これらの先行技術文献を含む多くの公知技術では、フレキ部とリジット部に別々にカバーレイフィルムを貼り付ける工程が必要であった。

0004

カバーレイフィルムとは、ポリイミドフィルム接着層が積層された部品である(例えば、特許文献4)。リジッドフレキのリジッド部は通常200〜500μmの段差(凸部)を持ち、従来のカバーレイフィルムでは、このように高い段差を埋め込むことが困難であることが、フレキ部とリジッドの一括積層法への道を阻んでいた。高段差部埋め込みを難しくしていた理由の一つとして、ポリイミドフィルムのガラス転移温度が高く、カバーレイフィルムを貼り付ける工程でポリイミド自体が伸びないことが挙げられる。さらに、市販されている各種ポリイミドフィルムのガラス転移温度は高く伸び率も低いため、市販ポリイミドフィルムを改善する方法によって一括積層することも難しかった。

先行技術

0005

特開2007−320083号公報
特開平5−90756号公報
特開2008−258358号公報
特開2008−49486号公報

発明が解決しようとする課題

0006

本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、前記した先行技術文献(特許文献2、3)のようにフレキ部とリジッド部に別々にカバーレイフィルムを貼り付ける工程を持たず、積層する際に、フレキ部とリジッド部に同時にカバーレイフィルムを一括貼り付けてしまうことによってコストダウン可能なリジッドフレキとそ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

0007

本発明者らは、上記状況を鑑み鋭意研究した結果、カバーレイベースフィルムであるポリイミドとして、特定のポリイミドを用いることによって前記課題が解決できることを見出し、本発明に到達した。すなわち、ポリイミドフィルムとして伸び率の高いポリイミドを使用することによってリジッドフレキ基板のフレキ部はスプリングバック性に優れ、またリジッドフレキ基板面上のリジッド部起因の高段差部分を同一のカバーレイフィルムで単一の圧着操作で埋め込むことが出来、結果として省エネルギー型のリジッドフレキの作製が可能となった。従って、本発明は次の[1]〜[4]に係る。
〔1〕リジッド部分最外層とフレキ部分の最外層としてカバーレイフィルムが積層されたリジッドフレキ基板において、同一のカバーレイフィルムがリジッド部とフレキ部に単一の熱圧着工程で積層されているリジッドフレキ基板。
〔2〕引張弾性率が2.5GPa以下、伸び率が50%以上、かつ厚みが15μm以下のポリイミド層(I)に、接着層(II)が積層された積層構造を含んでなるカバーレイフィルムである〔1〕記載のリジッドフレキ基板。
〔3〕カバーレイフィルムのポリイミド層(I)が熱可塑性ポリイミド(P)を含んでなり、該ポリイミド(P)がテトラカルボン酸二無水物(A)とジアミン成分(B)を反応させて得られるポリイミドであって、前記テトラカルボン酸二無水物成分(A)は全芳香族型であり、前記ジアミン成分(B)は、85〜100モル%の全芳香族型ジアミン成分(B1)と、0〜15モル%の下記一般式(1)および(2)から選ばれる一種以上のジアミン成分からなる〔1〕または〔2〕に記載のリジッドフレキ基板。

0008

0009

〔一般式(1)中、nは1〜50の整数を表し、Xはそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキレン基を表す〕

0010

0011

〔一般式(2)中、p、qおよびrはそれぞれ独立に0〜10の整数を表し、Yはそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキレン基を表す〕
〔4〕ポリイミド層(I)が、イミド化が完了しているポリイミドワニス平面状支持体(III)上に塗布後、乾燥し得られるポリイミド層である〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のリジッドフレキ基板。

発明の効果

0012

リジッドフレキ基板のフレキ部のスプリングバック性に優れ、またリジッド部起因の高段差を単一の圧着操作で埋め込むことが可能なカバーレイフィルムを用いることによって、従来技術で行われていたフレキ部とリジッド部に別々にカバーレイフィルムを貼り付ける工程を持たない経済的なリジッドフレキ製造方法とリジッドフレキ基板が提供される。

0013

以下に本発明を詳細に説明する。
本発明のリジッドフレキ基板は、リジッド部分の最外層とフレキ部分の最外層として特定のカバーレイフィルムが積層されたリジッドフレキ基板であって、リジッド部分の最外層としてのカバーレイフィルムとフレキ部分の最外層としてのカバーレイフィルムは同一であり、これらが単一の熱圧着工程で積層されている。カバーレイッフィルムの好ましい態様は、引張弾性率が2.5GPa以下、伸び率が50%以上、かつ厚みが15μm以下でありポリイミド層(I)に、接着層(II)が積層された積層構造を含むカバーレイフィルムである。以下に本発明に係るカバーレイフィルムを構成する各要件(各層)について順次説明する。

0014

1.ポリイミド層(I)
本発明に係るポリイミド層(I)は、引張弾性率が2.5GPa以下、好ましくは2.3GPa以下、より好ましく2.1GPa以下であり、伸び率が50%以上、好ましくは60%以上、より好ましくは75%以上であり、その厚みが15μm以下、好ましくは13μm以下、より好ましくは10μm以下であることを満たすかぎり特に限定されないが、通常ポリイミド層(I)は熱可塑性ポリイミド(P)を含んでなり、該ポリイミド(P)が後述するテトラカルボン酸二無水物(A)と後述するジアミン成分(B)を反応させて得られるポリイミドである。具体的には、テトラカルボン酸二無水物成分(A)aモルと、ジアミン成分(B)bモルとを反応させて得られるポリイミドである。反応させるテトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とのモル比は、a/b=0.8〜1.2の範囲であることが好ましい。一定以上の重合度重合体が得られるからである。

0015

前記テトラカルボン酸二無水物成分(A)は全芳香族型であり、前記ジアミン成分(B)は主要部が全芳香族型であり、部分的に非全芳香族型を含みうる。このような全芳香族型を用いると耐熱性自己難燃性発現し易いので好ましい。なお、本発明において「自己難燃性」とは難燃作用のある添加剤を用いずとも自身で発現する難燃性として定義される。

0016

前記ジアミン成分(B)は、85〜100モル%、好ましくは88〜100モル%、より好ましくは90〜100モル%の全芳香族型ジアミン成分(B1)と0〜15モル%、好ましくは0〜12モル%、より好ましくは0〜10モル%の、下記一般式(1)および(2)から選ばれる一種以上の非全芳香族型ジアミン成分(B2)からなることを特徴としている。なお、本発明において、「全芳香族型テトラカルボン酸二無水物」とは、テトラカルボン酸二無水物成分(A)の化学式中に含まれる芳香族環が一つであるか、二つ以上が含まれる場合は異なる芳香族環を結ぶ結合の少なくとも95モル%が直接結合(すなわち、二つのベンゼン環ビフェニル結合様式)、エーテル基カルボニル基スルフィド基メチレン基エチリデン基、またはイソプロピリデン基である化合物として定義される。同様に「全芳香族型ジアミン」とは、ジアミン成分(B)の化学式中に含まれる芳香族環が一つであるか、二つ以上が含まれる場合は異なる芳香族環を結ぶ結合の少なくとも95モル%が直接結合(すなわち、二つのベンゼン環はビフェニル結合様式)、エーテル基、カルボニル基、スルフィド基、メチレン基、エチリデン基、またはイソプロピリデン基である化合物として定義される。なお、以下の説明では、テトラカルボン酸二無水物成分(A)とジアミン成分(B1)から得られる熱可塑性ポリイミド(P)を、便宜上「全芳香族型ポリイミド」と呼び、成分(A)と、成分(B1)と成分(B2)からなるジアミンであって(B1)比率が85モル未満のジアミンから得られる、熱可塑性ポリイミド(Q)を「非全芳香族型ポリイミド」と呼ぶ場合がある。

0017

全芳香族型テトラカルボン酸二無水物成分は、ピロメリット酸二無水物または下記一般式(3)で表されるモノマーである。

0018

0019

上記一般式(3)において、Yは直結(すなわち、二つのベンゼン環はビフェニル結合様式)、エーテル基、スルフィド基、メチレン基、エチリデン基、またはイソプロピリデン基の2価の基を示す。このような全芳香族型テトラカルボン酸二無水物成分として好ましい化合物は、ピロメリット酸二無水物、または一般式(3)で表される化合物の中でYが直結タイプのものかエーテル基である化合物である。

0020

ジアミン成分(B)は、85〜100モル%、好ましくは88〜100モル%、より好ましくは90〜100モル%の全芳香族型ジアミン成分(B1)と0〜15モル%、好ましくは0〜12モル%、より好ましくは0〜10モル%の、下記一般式(1)および(2)から選ばれる一種以上のジアミン成分(B2)からなることを特徴としている。

0021

0022

〔一般式(1)中、nは1〜50の整数を表し、Xはそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキレン基を表す〕

0023

0024

〔一般式(2)中、p、qおよびrはそれぞれ独立に0〜10の整数を表し、Yはそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキレン基を表す〕
全芳香族型ジアミン成分(B1)は、好ましくは下記一般式(4)で表されるジアミンまたは下記一般式(5)で表されるジアミンである。

0025

0026

一般式(4)中、Xは直結、エーテル基、スルフィド基、スルホン基、メチレン基、エチリデン基、またはイソプロピリデン基の2価の基を示す。

0027

一般式(4)で表されるジアミンの好適な例として、ビス[4−(3−アミノフェノキシフェニルメタン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4−(アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホンなどが挙げられる。これらの中では、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンが好ましい。

0028

0029

一般式(5)において、nは1〜20の整数を、好ましくは1〜13の整数を、より好ましくは1〜9の整数を表す。式(5)において、3個以上のベンゼン環は、それぞれ独立に置換基(例えば炭素数1〜10のアルキル基)を有してもよい。なお、一般式(5)においてn=2の化合物は、前記一般式(4)におけるX=−O−で、置換基が相互にメタの関係にある化合物に同一である。

0030

一般式(5)で示されるジアミンの例には、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)−2−メチルベンゼン、1,3−ビス(3−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ)−4−メチルベンゼン、1,3−ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)−2−エチルベンゼン、1,3−ビス(3−(2−アミノフェノキシ)フェノキシ)−5−sec−ブチルベンゼン、1,3−ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)−2,5−ジメチルベンゼン、1,3−ビス(4−(2−アミノ−6−メチルフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(2−(2−アミノ−6−エチルフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(2−(3−アミノフェノキシ)−4−メチルフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(2−(4−アミノフェノキシ)−4−tert−ブチルフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)−2,5−ジ−tert−ブチルベンゼン、1,4−ビス(3−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ)−2,3−ジメチルベンゼン、1,4−ビス(3−(2−アミノ−3−プロピルフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,2−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)−4−メチルベンゼン、1,2−ビス(3−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ)−3−n−ブチルベンゼン、1,2−ビス(3−(2−アミノ−3−プロピルフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン等が含まれる。これらの中では、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼンが好ましい。

0031

前記一般式(1)で表されるジアミン成分(B2)においては、nは1〜50の整数、好ましくは1〜20の整数を表す。Xは、それぞれ独立に炭素数1〜10のアルキレン基、好ましくは炭素数1〜5のアルキレン基を表わす。

0032

前記一般式(2)で表されるジアミン成分(B2)においては、p、qおよびrは、それぞれ独立に0〜10の整数、好ましくは1〜10の整数を表わす。Yは、それぞれ独立に炭素数1〜10のアルキレン基、好ましくは炭素数2〜10のアルキレン基を表わす。
本発明に係るポリイミド(P)の数平均分子量の好ましい範囲は、500〜200,000であり、特に好ましくは、4,000〜25,000である。ポリイミド(P)のアミン当量は、数平均分子量を1分子中に含まれるアミノ基の数で除することによって求められる。末端アミンにする場合には、テトラカルボン酸二無水物の合計モル数が、ジアミンの合計モル数に対して0.9〜0.999とすることにより容易に得ることができる。従って、上記数平均分子量から、アミン当量の好ましい範囲は250〜100,000であり、より好ましい範囲は、2,000〜12,500である。すなわち、本発明に係るポリイミド(P)は実質的にイミド化が完了しているポリイミドである。

0033

本発明に係るポリイミド層(I)は、熱可塑性ポリイミド(P)に種々の添加剤、例えば難燃剤紫外線吸収剤、保存安定剤、表面改質剤架橋剤、またエポキシ樹脂ウレタン樹脂アミドイミドなどの樹脂が必要に応じて添加されたポリイミドを公知の方法によって製膜化することによって得られる。本発明に係る、実質的に全芳香族型のポリイミド(P)はこれ自体で十分な自己難燃性を示すのであるから地球環境問題の点から使用が制限されつつある公知の難燃剤を使用することなく本発明のカバーレイには難燃性が付与されている。本発明の、実質的に全芳香族型のポリイミド(P)から得られるポリイミド層(I)の引張弾性率は前記のように2.5GPa以下であるが、超高密度実装型に用いられるような、よりスプリングバック特性に優れたFPCやカバーレイフィルムでは、当該弾性率ではスプリングバック率の点で不十分な場合もありうる。そのような場合は、弾性率が相対的に低い非全芳香族ポリイミド(Q)を適宜配合して用いればよい。通常、本発明に係るポリイミド(P)を調製する際にジアミン成分(B)に占めるジアミン成分(B2)の使用比率を上げる、またはジアミン成分としてジアミン(B2)のみを用いて調製されたポリイミドをポリイミド(P)にブレンドする等の手法によって非全芳香族ポリイミド(Q)の相対比率を上げることが行われる。前記したように非全芳香族ポリイミド(Q)は、全芳香族ポリイミド(P)に比べて自己難燃性能落ちるので、全芳香族ポリイミド(P)が配合比率低下により自己難燃性の低下は免れえないものの、この難燃性減少分を補って余りある潤沢な弾性率が付与できることは大きな魅力である。このような知見に基づき、本発明に係る難燃性の全芳香族ポリイミド(P)に、非難燃性である非全芳香族型ポリイミド(Q)を適量配合したポリイミド組成物.から得られるカバーレイフィルムは本発明のリジッドフレキ基板の好適な一実施態様であることを見出したのである。非難燃性である非全芳香族型ポリイミド(Q)に、本発明に係る難燃性の全芳香族ポリイミド(P)を配合する量はカバーレイ製造者がどの性能に力点を置くかによって変わりうるが、通常は、(P)と(Q)の合計100重量部に対して、(P)の配合量が通常60重量部超え、100重量部未満、好ましくは(P)の配合量が通常70重量部超え、100重量部未満である。

0034

難燃性が、全芳香族ポリイミド(P)、または全芳香族ポリイミド(P)と非全芳香族ポリイミド(Q)のブレンド物からなるポリイミド層(I)では未だ難燃性が不十分な用途に本発明のカバーレイフィルムを使用する場合は、これらブレンド物に公知の難燃剤を難燃性が発現する最小量添加すればよい。本発明は、このようなポリイミド(P)、ポリイミド(P)と(Q)のブレンド物に公知の難燃剤を配合したポリイミド組成物を何ら排除するものではない。

0035

2.ポリイミド層(I)を含むカバーレイフィルム
カバーレイフィルムの形態としては基材フィルムとしてのポリイミド層の片面に接着剤を塗布したフィルムベースカバーレイ(カバーレイフィルム)が主流になっている。本発明においては、このようなカバーレイフィルムの具体的な構成は、好ましくは平面状支持体(III)/ポリイミド層(I)/接着層(II)からなる3層構造、又は平面状支持体(III)/ポリイミド層(I)/接着層(II)/剥離層(IV)からなる4層構造である。

0036

本発明で使用可能な平面状支持体(III)としては、ポリエチレンフィルムポリプロピレンフィルムTPXフィルム、PEフィルムPETフィルムシリコーン離型剤付きポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム及びPEフィルムなどのフィルム、ポリエチレン樹脂コート紙、ポリプロピレン樹脂コート紙及びTPX樹脂コート紙等のラミネート紙が挙げられるが通常はPETフィルムが使用される。平面状支持体(III)の厚さは、フィルムベースのもので13〜75μm、紙ラミネートベースのもので50〜200μmが好ましいが、必要に応じて適宜の厚さのものが使用される。

0037

本発明で使用可能な接着層(II)は、銅張積層板の、銅箔の如き金属箔との接着強度が発現する限りはその種類は特に限定されるものではないが、通常エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化触媒を含有する熱硬化性樹脂組成物が用いられる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノ−ルA又はビスフェノ−ルF型エポキシ樹脂(例えば、三井化学社製のエポミックR139S、油化シェルエポキシ社製エピコ−ト807、828)、アルキル多価フェノ−ル型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、RE701など)、多官能型エポキシ樹脂(住友化学工業株式会社製、ELM−100など)、グリシジルエ−テル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂〔例えば、三菱ガス化学株式会社製、商品名:テトラッドX〕などの1個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物エポキシ変性ポリシロキサン樹脂を挙げることができる。これらのエポキシ樹脂は1種のみを用いてもよく複数併用することもできる。前記エポキシ樹脂は、融点が90℃以下、特に0〜80℃程度であるもの、あるいは、30℃以下の温度で液状であるものであってもよい。特にエポキシ樹脂として、ビスフェノ−ルA型エポキシ樹脂が好適である。また、熱硬化性樹脂組成物は任意に天然ワックス合成ワックス長鎖脂肪酸金属塩類等の可塑剤、酸アミド類エステル類パラフィン類等の離型剤ニトリルゴムブタジエンゴムアクリルゴム等の応力緩和剤ハイドロタルサイトの如きイオン補足剤を含むことができる。接着層(II)の厚さは通常、5〜50μm、好ましくは5〜30μm、より好ましくは8〜30μmであるが、使用状況等により適宜決められる。

0038

次に、本発明に係るカバーレイフィルムの製造方法について述べる。
先ず、本発明に係るポリイミド(P)または必要に応じて配合されたポリイミド(Q)とのブレンド物をワニスとして平面状支持体(III)に塗布・乾燥することによってポリイミド層(I)を得る。なお、本発明に係るポリイミドは、前述したように既にイミド化が完了していることを特徴としているので高温でのイミド化ステップが不要となる。そのため、耐熱性の低い平面状支持体(III)にポリイミド層(I)を形成したい場合や高温プロセスに不向きな用途にも幅広く適用することができる。

0039

次いで、ポリイミド層(I)上に、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化触媒がこれらを溶解可能な特定溶剤中に、通常3〜50重量%の濃度で均一に溶解されている接着剤の溶液組成物(ワニス)を塗布し、その塗布層を80〜200℃の温度で10秒〜30分間程度乾燥することによって溶媒が1重量%以下にまで除去された未硬化状態の接着層(II)が積層された3層からなるカバーレイフィルムを得ることができる。乾燥工程終了後に、剥離層(IV)を接着層の上に更に積層することによって、本発明のカバーレイフィルムの一実施態様である平面状支持体(III)、ポリイミド層(I)、接着層(II)、および剥離層(IV)が、この順番で積層された積層構造を含んだカバーレイフィルムが得られる。

0040

本発明で使用可能な剥離層(IV)としては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、TPXフィルム、PEフィルム、PETフィルム、シリコーン離型剤付きポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムなどのプラスチックフィルム、上質紙クラフト紙、ロール紙、グラシン紙などの紙、上記プラスチックフィルムと上記紙が積層された、例えば、ポリエチレン樹脂コート紙、ポリプロピレン樹脂コート紙及びTPX樹脂コート紙等が挙げられるが、これらの中では紙が好ましい。剥離層(IV)の厚さは、フィルムベースのもので13〜75μm、紙ベースのもので50〜200μmが好ましいが、必要に応じて適宜の厚さのものが使用される。

0041

3.リジッドフレキ
本発明のリジッドフレキ基板は、柔軟性があるフレキシブル部と柔軟性がないリジッド部から構成され、その最外層にカバーレイフィルムが装着された基板である。本発明のリジッドフレキ基板について、4層のパターン層を有するリジッドフレキ基板を例にとって、その作製方法について概略説明を行う。本発明のリジッドフレキは、通常次の工程を順次実施することによって作製されるが、本発明はこの作製方法に限定されるものではない。
(1)両面にパターン層AおよびBを有するフレキシブル基板の準備。
(2)片面にパターン層Cを有するリジッド基板の準備。なお、該リジッド基板のパターン層Cを有する面(パターン面)の反対面である裏面には接着剤が塗布されている。
(3)カバーレイフィルムの準備
(4)パターン層AおよびBの特定の領域にリジッド基板の接着剤側接合し、リジッド基板のパターン層C側の全面にカバーレイフィルムの接着剤層が接合するように熱圧着(プレス)する。この際、パターン層AおよびBの特定の領域は垂直方向に完全に重なっており、前記特定領域以外の領域はリジッド基板が積層されないのでリジッドフレキのフレキ部に相当する部分となる。熱圧着する際には、プレス型とカバーレイの間には基板全面を加圧するための緩衝材が配置されていてもよい。フレキシブル基板およびリジッド基板には必要に応じてスルーホールビアが設けられていてもよく、前記接合の際には、ビアが接続してスタック箇所を形成するように両基板が接合される。

0042

本発明に係るカバーレイフィルムを用いて、例えば前記のような方法によって本発明のリジッドフレキ基板を作製した場合は、該カバーレイファイルムはリジッド部のパターン層とフレキ部のパターン層を隙間なく、実質的に均一な厚みでカバーすることが可能である。後述する実施例において、モデル的にフレキシブル基板である2層両面FCCL、接着性シート、リジッド基板、カバーレイフィルムの順に熱圧着した場合に、カバーレイフィルムの埋め込み性に優れていること、すなわち、段差のあるリジッドフレキ基板表面にカバーレイフィルムが隙間なく接合されていることが示される。

0043

次に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
最初に各種ポリイミドワニスの調製方法について述べる。

0044

(合成例1)
NMPとメシチレンを8/2の容量比率で調整した溶媒中に、3種類のジアミン(p−BAPP、14EL、XTJ−542)と2種類の酸二無水物(s−BPDA、BTDA)とを、p−BAPP:14EL:XTJ−542:s−BPDA:BTDA=0.8:0.1:0.1:0.79:0.2のモル比で配合した。得られた混合物を、乾燥窒素ガスを導入することができるフラスコ内で4時間以上攪拌して、樹脂固形分重量が20重量%であるポリアミック酸溶液を得た。十分に攪拌したのち、ディーンスターク管付属したフラスコ内で攪拌しながら、反応系を180℃程度まで加熱し、脱水反応により発生した水を系外に取り出すことでポリイミドワニス(1)を得た。
s−BPDA;3,3',4,4'—ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(JFEケミカル製)
BTDA;3,3',4,4'—ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
p−BAPP;2,2−ビス〔4—(4—アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン
14EL;下記(式6)で表されるポリテトラメチレンオキシド・ジーp—アミノベンゾエートエラスマー1000)(伊原ケミカル社製)
XTJ—542;下記(式7)で表されるポリエーテルアミン(製品名:ジェファーミン、HUNTSMAN社製)

0045

0046

0047

(合成例2)
NMPとメシチレンを8/2の容量比率で調整した溶媒中に、下記ジアミン(APB−N)と2種類の酸二無水物(s−BPDAおよびBTDA)とを、APB−N:s−BPDA:BTDA=1.0:0.69:0.3のモル比で配合したこと以外は、合成例1と同様にポリイミドワニス(2)を作製した。
APB−N;1,3−ビス(3—アミノフェノキシ)ベンゼン

0048

(合成例3)
NMPとメシチレンを8/2の容量比率で調整した溶媒中に、4種類のジアミン(APB—N、p−BAPP、14EL、XTJ−542)と2種類の酸二無水物(s−BPDA、BTDA)とを、APB—N:p−BAPP:14EL:XTJ−542:s−BPDA:BTDA=0.75:0.2:0.025:0.025:0.79:0.2のモル比で配合したこと以外は、合成例1と同様にしてポリイミドワニス(3)を作製した。

0049

(合成例4)
前記ポリイミドワニス(1)とポリイミドワニス(2)を固形分換算として各々25:75の重量比で混合し、自転公転式攪拌機で10分間撹拌し、ポリイミドワニス(4)を作製した。

0050

(合成例5)
前記ポリイミドワニス(1)100重量部(固形分換算値)に難燃剤(大八化学製PX−200)80重量部を配合し、自転公転式攪拌機で10分間撹拌し、ポリイミドワニス(5)を作製した。

0051

〔実施例1〕
合成例1で得られたポリイミドワニス(1)を、乾燥後の膜厚が10μmとなるようコーターギャップを調整し、離型処理が施されたPETフィルム上に、10mm/secの速度で塗工した。得られた塗膜を200℃で30分間乾燥させて、溶媒を除去した。乾燥後、PETフィルムから、ピンセットなどを用いてフィルム部分剥離し、ポリイミドフィルムを作製した。厚み測定器HEIDENHAIN製)で測定した膜厚は10μmであった。このポリイミドフィルムにつき、次に述べる方法によって各種の物性を取得した。

0052

(引張弾性率と伸び率)
該ポリイミドフィルムを、幅10mm、長さ90mmにカットしたサンプルフィルムを長さ方向にAUTOGRAPH AGS−100D(島津製作所製)にて、25℃において、速度50mm/分で幅10mm×長さ90mmのうちの両端20mmを掴み領域として引っ張った。そして、破断時の伸び測定から伸び率、チャート初期傾きから引張弾性率を求めた結果、各々160%、1.6GPaであった。

0053

(Tg)
固体粘弾性温度分散測定(引張モード)により、作製したポリイミドフィルムの貯蔵弾性率E’と損失弾性率E’’を評価し、損失正接tanδ=E’’/E’のピーク値からガラス転移温度(Tg)を導出した。結果を表1に示した。

0054

(カバーレイフィルムの作製)
PETから剥離する前のPET/ポリイミド積層体のポリイミド層側に、エポキシ樹脂含有ワニス(ビスフェノールA型エポキシ樹脂R139S;三井化学社製100重量部、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン5重量部、アクリルゴムVamac−G;三井デュポンポリケミカル社製100重量部をトルエン100重量部とメチルエチルケトン100重量部に溶解したワニス)を乾燥後厚みが15μmとなるよう塗工し、150℃で5分乾燥しカバーレイフィルムを作製した。

0055

(ボンディングシートの作製)
離型処理のされたPET上に、エポキシ樹脂含有ワニス(ビスフェノールA型エポキシ樹脂R139S;三井化学社製100重量部、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン5重量部、アクリルゴムVamac−G;三井デュポンポリケミカル社製100重量部をトルエン100重量部とメチルエチルケトン100重量部に溶解したワニス)を塗工し、150℃で5分乾燥し膜厚20μmのボンディングシート(接着性シート)を作製した。後掲するリジッドフレキ基板のボンディングシートとして使用する場合には、リジッドフレキ基板の作製直前に、支持体であるPETから剥がして使用した。

0056

(リジッドフレキ基板の作製と埋め込み性評価)
2層両面FCCL「エスパネックス」(新日鐵化学株式会社製、ポリイミド層25μm、電解銅箔12μm)、前記ボンディングシート、リジッド基板FR−4(厚み300μm)、カバーレイフィルムの順に積層し、180℃×3MPa×1時間かけてプレスしてリジッドフレキ基板を作製した。得られた基板の断面研磨を行い、電子顕微鏡で埋め込性を確認した。すなわち、リジッド基板が形成する段差部分にカバーレイフィルムが隙間なく接合している場合を○、そうでない場合を×とする電顕確認を行った。結果を表1に示す。

0057

(スプリングバック性)
リジッドフレキ基板のうちフレキ部分から1cm×10cmを切り出し、長さ方向に対して半分に折り返して、上下の間隙を3mmとした時の反発荷重プッシュプルゲージで測定した。反発荷重が0〜20gの場合を○、20g以上の場合を×とした。結果を表1に示す。

0058

〔実施例2〕
合成例1で得られたポリイミドワニス(1)を、乾燥後の膜厚が5μmとなるようコーターギャップを調整し、離型処理が施されたPETフィルム上に、10mm/secの速度で塗工する以外は実施例1と全く同様な方法によって、膜厚5μmのポリイミドフィルムを得た。このポリイミドフィルムについて実施例1で述べた各種物性を測定した結果を表1にまとめた。

0059

〔実施例3〕
合成例3で得られたポリイミドワニス(3)を、乾燥後の膜厚が10μmとなるようコーターギャップを調整し、離型処理が施されたPETフィルム上に、10mm/secの速度で塗工する以外は実施例1と全く同様な方法によって、膜厚10μmのポリイミドフィルムを得た。このポリイミドフィルムについて実施例1で述べた各種物性を測定した結果を表1にまとめた。

0060

〔実施例4〕
合成例1で得られたポリイミドワニス(1)および該ワニス中に含まれるポリイミドの80重量%の難燃剤(PX−200:大八化学製)が配合された均一化したワニス、すなわちポリイミドワニス(5)を、乾燥後の膜厚が10μmとなるようコーターギャップを調整し、離型処理が施されたPETフィルム上に、10mm/secの速度で塗工する以外は実施例1と全く同様な方法によって、膜厚10μmのポリイミドフィルムを得た。このポリイミドフィルムについて実施例1で述べた各種物性を測定した結果を表1にまとめた。

0061

〔実施例5〕
合成例1で得られたポリイミドワニス(1)中のポリイミドの75重量%分を、合成例2で得られたポリイミドワニス(2)に置換することによって得られた混合ポリイミドワニス、すなわちポリイミドワニス(4)を、乾燥後の膜厚が10μmとなるようコーターギャップを調整し、離型処理が施されたPETフィルム上に、10mm/secの速度で塗工する以外は実施例1と全く同様な方法によって、膜厚10μmのポリイミドフィルムを得た。このポリイミドフィルムについて実施例1で述べた各種物性を測定した結果を表1にまとめた。

0062

〔比較例1〕
実施例1において、合成例1で得られたポリイミドワニス(1)から調製されたポリイミドフィルムの代わりに市販のカプトン50EN(登録商標)(東レ・デュポン製、厚み:12.5μm)を用いた以外は実施例1と同様にして各種物性を測定した。結果を表1にまとめた。

実施例

0063

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