[发明专利]新型聚酰亚胺膜及其利用

说明书

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺膜及其利用，特别是涉及能够抑制在柔性覆金属箔层合板的制造工序中产生的尺寸变化的聚酰亚胺膜及其利用。进一步涉及设置粘合层并采用热层压法贴合金属箔时可以得到具有优异尺寸稳定性的柔性覆金属箔层合板的聚酰亚胺膜及其利用。

背景技术

近年，随着电子制品的轻量化、小型化、高密度化，各种印刷配线板的需求在增长，其中，柔性印刷配线板(以下也称为“FPC”)的需求增长特别快。FPC具有在绝缘性膜上形成有由金属箔构成的电路的结构。

上述FPC这样的柔性层合板由柔性覆金属箔层合板制造。柔性覆金属箔层合板一般用下述方法制造：以由各种绝缘材料形成、具有柔软性的绝缘性膜作为基板，在该基板的表面上，以各种粘合材料为中介，通过加热、压合把金属箔贴合。作为上述绝缘性膜，优选使用聚酰亚胺膜等。

作为上述粘合材料，一般使用环氧类、丙烯酸类等热固性粘合剂。使用这样的热固性粘合剂的柔性配线板由于具有基板/粘合材料/金属箔的三层结构，因此也称为“三层FPC”。

上述三层FPC中使用的热固性粘合剂具有能在比较低的温度下粘合的优点。然而今后随着对FPC的耐热性、可弯曲性、电可靠性之类的各种特性的要求日趋严格，估计使用热固性粘合剂的三层FPC难以应对。

因此，近年提出了在绝缘性膜上直接设置金属层、或在粘合层中使用热塑性聚酰亚胺的FPC的方案。这样的FPC由于呈在绝缘性基板上直接形成了金属层的状态，因此也称为二层FPC。该二层FPC具有比三层FPC更优异的特性，对上述各种特性的要求也能够充分满足，因此期待今后需求增长下去。

作为二层FPC中使用的柔性覆金属箔层合板的制造方法，可以列举例如(1)将作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸浇注、或涂布到金属箔上后进行酰亚胺化的浇铸法，(2)采用溅射、或电镀在聚酰亚胺膜上直接设置金属层的金属镀覆法，和(3)以热塑性聚酰亚胺为中介使聚酰亚胺膜和金属箔贴合的层压法。

其中，层压法在以下方面优异：能够适应的金属箔的厚度范围比浇铸法宽，装置成本比金属镀覆法低。作为进行层压的装置，使用边将卷状的材料送出边连续进行层压的热辊层压装置或双带加压装置等。上述装置中，从生产性方面看，更优选使用采用热辊层压装置的热辊层压法。

然而，近年，为了实现电子仪器的小型化、轻量化，设置于基板的配线的微细化不断发展，安装中，也是搭载小型化、高密度化的部件。因此，如果形成微细配线后的尺寸变化增大，则会出现从设计阶段的部件搭载位置偏离、部件与基板无法良好连接的问题。

现有技术中用层压法制作三层FPC时，由于粘合层使用热塑性树脂，因此可以在层压温度小于200℃下进行(参见专利文献1)。与此相对，由于二层FPC使用热塑性聚酰亚胺作为粘合层，为了使热熔合性显现，需要外加200℃以上、有时接近400℃的高温。因此，层压制得的柔性覆金属箔层合板上会产生残留变形，进行蚀刻形成配线时以及为了安装部件而进行焊料再流时，会表现为尺寸变化。

特别是在层压法中，在聚酰亚胺膜上设置含有热塑性聚酰亚胺的粘合层时，采用浇注、或涂布作为热塑性聚酰亚胺前体的聚酰胺酸的方法时，连续地对浇注或涂布的聚酰胺酸加热，进行酰亚胺化，由于在贴合金属箔时也连续地进行加热加压，材料多在被施以张力的状态下置于加热环境下。因此，会在MD方向和TD方向产生不同的热应力。具体地说，在有张力的MD方向上拉伸力起作用，相反，在TD方向上收缩力起作用。其结果，从柔性层合板上蚀去金属箔时、以及通过焊料再流进行加热时，该变形被疏解，在MD方向收缩，相反地在TD方向膨胀。

特别是近年来由于采用无铅焊料，对耐吸湿焊接性的要求水平存在提高的倾向，为了应对这种局面，粘合层的Tg(玻璃化转变温度)在不断提高。其结果，层压所需的温度也必然要提高。因此，材料上的热应力变得更大，形成容易产生尺寸变化的状况。因此，需要设计更高效地缓和热应力的材料。

因此，进行了通过控制层压压力、粘合膜的张力来控制尺寸变化的尝试(参见专利文献2或3)。

具体地说，在上述专利文献2中，通过使用包含以下工序的方法制作FPC，使尺寸变化率减小：在至少1对的压辊间配置保护材料、对金属箔和耐热性粘合膜进行加压加热成型的工序；边使得到的层合体与该保护材料少许贴合边进行冷却的工序；从该层合体剥离该保护材料的工序。

此外，在上述专利文献3中，在FPC的制造过程中，为了在层压前将粘合膜中的水分除去的目的，通过预先对粘合膜进行干燥、在该状态下进行热层压，从而在层合板表面不产生凸凹花纹。