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JPS62223236A - ポリイミド積層物の製造方法 - Google Patents

ポリイミド積層物の製造方法

Info

Publication number
JPS62223236A
JPS62223236A JP6589786A JP6589786A JPS62223236A JP S62223236 A JPS62223236 A JP S62223236A JP 6589786 A JP6589786 A JP 6589786A JP 6589786 A JP6589786 A JP 6589786A JP S62223236 A JPS62223236 A JP S62223236A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluororesin
polyimide
polyimide resin
adhesive strength
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6589786A
Other languages
English (en)
Inventor
Itsuo Nagai
逸夫 永井
Kenji Hatada
研司 畑田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP6589786A priority Critical patent/JPS62223236A/ja
Publication of JPS62223236A publication Critical patent/JPS62223236A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/0353Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/036Multilayers with layers of different types

Landscapes

  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

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〕 本発明は熱接着可能なポリイミド積層物の製造方法に関
する。
〔従来の技術〕
ポリイミド樹脂は、その申越した長期耐熱性を筆頭に種
々の優れた性能を有している。しかし、その使用温度に
対応できる接着剤が存在しないために、非溶融性のポリ
イミド樹脂に四フッ化エチレンと六フッ化プロピレンの
共重合物(以下[EPと呼ぶ)などのフッ素樹脂をコー
ティングあるいはラミネートして熱接着性を付与したタ
イプが開発されてぎた。
このフッ素樹脂/ポリイミド樹脂の積層物の製造方法と
して特公昭49−12900で提案されているアセトン
雰囲気中で放電処理されたFEPフィルムとポリイミド
フィルムを高温でプレスして積層する方法、あるいは特
公昭55−2194に開示されたポリアミド酸ゲルフィ
ルムの表面にFEP重合体の水性あるいは有機ゾル分散
液をコーティングして、そのあとポリアミド酸ゲルフィ
ルムをポリイミドフィルムに変える方法などが知られて
いる。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、これらの技術によりポリイミド積層物は、フッ
素樹脂/ポリイミド樹脂間の接着強度が不十分であり、
特に高温、高湿下でその接着強度が急激に低下するとい
う欠点がある。
本発明者らは、かかる従来技術の欠点を解決すべく鋭意
倹約の結果、フッ素樹脂/ポリイミド樹脂間の接着強度
がフッ素樹脂の表面層の組成とポリイミド樹脂の表面状
態に大ぎく関与している事を見出し、本発明に至ったも
のである。
しかして、本発明の目的はフッ素樹脂/ポリイミド樹脂
間の接着強度が強固で、高温、高湿下でも接着強度の低
下の少ないポリイミド積層物の製造方法を提供すること
におる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、ポリイミド樹脂と四フッ化エチレン共重合フ
ッ素樹脂とからなる積層物を製造するに際し、炭素原子
数に対するフッ素原子数の比F/Cが、1.0から1.
8の範囲にあり、かつ炭素原子数に対する酸素原子数の
比0/CとF/Cの関係がO/C≦0.2−0.09X
 (F/C)を満足する改質層を四フッ化エチレン共重
合フッ素樹脂表面に形成し、該改質層表面と、放電処理
されたポリイミド樹脂の該処理面とを合わせてヒートシ
ールすることを特徴とするポリイミド積層物の製造方法
である。
本発明における四フッ化エチレン共重合フッ素樹脂とは
F/Cが1.9から2.0の範囲のものを指し、この範
囲内のものであれば特に限定されるものではないが、具
体的にはFEPや、四フッ化エチレンとパーフロロアル
コキシエチレンとの共重合物や、四フッ化エチレンと六
フッ化プロピレンとパーフロロアルコキシエチレンの3
元共重合物などの四フッ化エチレンと他の七ツマとの共
重合物が好ましく、なかでもFEPがより好ましい。ま
たF/Cが上記範囲内であればエチレン、クロロ1−リ
フロロエチレンなどと共重合されたものや、着色のため
の顔料や種々の添加剤、例えばカーボンブラック、グラ
ファイト、シリカ粉などを混合して成型されたものでも
よい。
本発明におけるフッ素樹脂は表面の少なくとも一部に改
質層を形成せねばならず、その改質層はF/Cが1.0
から1.8の範囲にあり、かつO/CとF/Cの関係が
O/C≦0.2−0.09X (F/C)であらねばな
らない。F/Cが1゜8を越えるとポリイミド樹脂との
接着強度が不十分であり、F/Cが1.0未満になると
やはり接着強度が低下する。またF/Cが1.0から1
゜8の範囲におってもO/Cが(0,2−0,09x 
(F/C))の値を越すと、やはり接着力が不十分でお
る。
また改質層の厚さは100Å以上、1μm以下で、かつ
フッ素樹脂の厚さの1/2以下の範囲が好ましく、より
好ましくは1000Å以上、5000Å以下がポリイミ
ド樹脂との十分な接着力を付与し、かつフッ素樹脂の優
れた特徴をJnわない点でよい。
本発明の改質層を形成する方法は特に限定されるもので
はないが、基材樹脂そのものの表面処理により改質する
方法が好ましい。この方法では、フッ素樹脂の表面の極
めて薄い層を改質するため、フッ素樹脂のもつ優れた特
性を損う事なく、接着性のみを付与する事ができ極めて
優れた方法と言える。
表面処理の方法としては、低温プラズマ処理による処理
がフッ素樹脂本来のもつ特性を変えることなく、表層の
みを改質できること、高温下、高湿下での接着力の低下
の少ない層を形成できることから、より好ましい。
低湿プラズマ処理とは、低圧力下のガス雰囲気中で高電
圧を印加した際に開始、持続する放電、いわゆるグロー
放電によって生じたプラズマを、被処理樹脂にさらし、
該樹脂の表面を改質する手法である。これら一般的なプ
ラズマ処理に関しては例えば、「低温プラズマ化学」 
(穂積啓一部編、化学の領域、増刊111号、南江堂出
版、1976年発行)などに詳細に説明されている。
ところでフッ素樹脂は低温プラズマ処理によって極めて
容易にフッ素原子が引き扱かれ、該表層のF/Cが著し
く低下する。通常の低温プラズマ処理では処理強度は5
0W−sec/−以上が用いられるが、この条件で処理
した場合、F/Cは100未満となり、十分な接着力の
改善効果は認められない。従って本発明のフッ素樹脂を
製造するにあたってはQ、’l  W−3eC/−以上
10 W −5ec10+f未満の処理強度、好ましく
は0.2 W・sec/−以上5−・sec/−以下の
処理強度で低温プラズマ処理する事が極めて重要である
ところで低温プラズマ処理ではフッ素原子の引き汰きの
あと、酸素原子の取り込みが容易に起こる。すなわちF
/Cの低下にな伴いO/Cが増大するが、0/Cが(0
,2−0,09x (F/C))以下になるためには前
述の処理強度に加えガスの選定も重要である。
プラズマを得るためのガスは、プラズマ中で非重合性の
ガスで、かつ10モル%以上の酸素ガスを含まないガス
である必要があり、CO2、C01H2、N2 、NH
I、N20.SO2、l−I CD、、H2S 。
CF4などの7レオンガスなど、あるいはこれらの混合
ガスを処理強度を十分考慮することにより用いることが
できるが、NH3、COおJ:びこれら同志の混合ガス
、あるいはこれらのガスに他のガスを混合したものは広
い処理強度範囲で使用でき特に好ましい。
なお、処理するための処理装置、あるいは電源ならびに
電源周波数などは特に限定されるものではない。
次に本発明におけるポリイミド樹脂としては、耐熱性の
点から芳香族ポリイミド樹脂が好ましく、ざらに芳香族
四基酸と芳香族ジアミンとの縮合物が好ましい。これら
の樹脂については米国特許3゜179.614.3,1
79.634などに広範囲に、かつ詳細に記載されてい
る。
なかでもピロメリット酸2無水物と4,4°−ジアミノ
ジフェニールエーテルの縮合物および3.4.3’4°
−ビフェニールテトラカルボン ミノジフェニールエーテルの縮合物よりなる樹脂が特に
好ましい。
これらポリイミド樹脂は上記フッ素樹脂と貼り合せる前
に放電処理を施すことにより接着強度を上げる事ができ
る。この放電処理は低温プラズマ処理が望ましいが、常
圧下でのコロナ放電処理でもよい。
常圧下でのコロナ放電処理の場合、放電雰囲気中に酸素
が多量に存在すると処理の効果が認められず、好ましく
は雰囲気ガス中の酸素濃度は1モル%以下、より好まし
くは0.1モル%以下、技術的可能なかぎり少量の方が
良い。放電の雰囲気ガスとしてはN2、Ar,ト12、
lle,Neあるいはアセトン、エチレンなどの有機化
合物、またはこれらの混合物などを用いることができる
が、処理効果おるいは処理による樹脂同志のブロッキン
グ性などの欠点の発生など考慮すると、Arを用いるこ
とが最も好ましい。
次に本発明によるポリイミド積層物の積層方法について
説明する。
前記方法でフッ素樹脂表面に特定の組成の改質層を形成
したあと、放電処理を行なったポリイミド樹脂と熱接着
を行なう。
熱接着を行なう方法としては、バッチ方式のピー1〜プ
レスと連続方式のロールラミネ−1〜などの方法がある
が、生産性の点からロールラミネートがにり好ましい。
この熱接着を行なう際の熱板あるいはロールの温度は、
フッ素樹脂の熱変形を防ぐためにフッ素樹脂の融点を大
ぎく越えないことが重要であり、融点以下10℃から融
点以上50℃の範囲が好ましく、より好ましくは融点以
下5°Cから融点以上10°Cの範囲である。例えば2
60〜280℃の融点を持つFEPの場合270〜29
0°Cで熱接着を行なうことがより好ましい。
熱接着の際のプレス圧力は十分な接着強度を得るために
1 k11/cnf以上が好ましい。
ヒートプレス時間あるいはロールラミネート速度は、フ
ィルム厚さを考慮して改質層に十分熱が伝わるように設
定しなCプればならない。
本発明の積層フィルムの製造方法としては、前述の方法
以外に、フッ素フィルムの融点以下で仮接着を行ない、
しかる後に積層フィルム全体を昇温して接着力を強固に
することも可能である。
ところで本発明によるポリイミド積層物の配列はフッ素
樹脂/改質層/ポリイミド樹脂が基本であるが、当然の
ことながら樹脂がフィルム状の場合は、ポリイミドフィ
ルムの両面にフッ素フィルムが積層されたものや、さら
に必要に応じてフッ素フィルムのポリイミドフィルムに
改質層を介して積層された反対表面に改質層が形成され
たものでもよい。特にこのフッ素フィルムのポリイミド
フィルムに改質層を介して積層された反対表面に改質層
が形成されたタイプは、伯の材料との熱接着が容易であ
り、より好ましい。
このフッ素フィルムの外面に改質層が形成されたものを
得るには、積層したフィルムのフッ素フィルム側にもう
一度改質層を形成する方法が望ましい。
〔物性の測定方法、評価基準〕
(1)  フッ素フィルムの組成分析 光電子分光装置(国際電気社製、ES−200型)によ
って測定したC15、Flsおよび01.の各ピークの
積分強度比を検出感度で補正し、原子組成比F/CとO
/Cを算定した。
測定条件は以下に示す通りである。
励起X線:ArL、K    線(1186,6eV)
σ1,2 X繰出カニ10にV、20mA 温 度:20℃ 真空度:3X10’丁orr (2)  熱接着によるフッ素フィルムとポリイミドフ
ィルムの貼り合わせ。
ロールラミネータを用いロール温度275℃、ラミネー
ト速度Q、5m/min 、線圧10kq/cmで貼り
合わせた。
(3)  接着強度の測定 万能引張試験Ia(東洋ボールドウィン製、テンシロン
)を用い、T型剥ii$lt(試験片をヒートシール部
を中央にして180℃に開いて、その両端を引張試験機
の両つかみに取付けて剥離する方法)を行なった。引張
速度は200mm/minである。
実施例1〜8、比較例1〜8 厚さ25μm、幅’13cmのFEPフィルム(東し合
成フィルム(株) “トヨフロン”FEP)を内部電極
方式のプラズマ処理装置に入れ、初期圧力Q、Q3丁o
rrに排気俊、種々のガスを導入してQ、4QTorr
の圧力に保ち、110KH2の高周波電力を投入し、処
理速度1m/minで低温プラズマ処理を行なった。
該処理フィルムの改質層の組成分析を前述のESCAに
より行なった。同じ<ESCAにより、未処理フィルム
(基材)のF/Cは1.9から2゜0の範囲にあること
を確認した。
続いて厚さ25μmの芳香族ポリイミドフィルム(E、
1.[)u Pout de Nemours and
 Company製“KAPTON”)を同様の装置に
入れ、Arプラズマ処理を行なった。放電電力は50−
である。
このポリイミドフィルムと前述の種々の条件で改質層を
形成したFEPフィルムを前述の方法で処理面同志を合
わせて貼り合わせた。
各実施例および各比較例の処理条件、F/C10/C1
0,2−0,09X (F/C)および接着強度を第1
表に示す。
第1表により明らかな様に改質層の組成はF/Cが1.
0から1.8の範囲にあり、かつO/Cが0.2−0.
09X (F/C)以下であることが改質層のポリイミ
ドフィルム間に十分な初期接着強度を持たせるために必
要である。ただしこの場合の十分な接着強度とは25μ
m圧のFEPフィルムがネッキング延伸を起こす程度以
上の接着強度、即ち約0.4に+1/cm以上と定義さ
れる。
実施例1〜8の十分な初期接着強度を有する貼り合わせ
サンプルを100%RH160℃の雰囲気中に240時
間放置後、剥離強度を測定した。
ざらにこれとは別に同サンプルを200℃のオーブンに
入れ480時間後の接着強度を測定した。
これら2つの結果を第2表にまとめた。
第2表 第1表より明らかな様に改質層の組成はF/Cが1.0
から1.8が良く、第2表から判断して好ましくは1.
1から1.8であり、より好ましくは1.4から1.8
の範囲にあり、かつO/Cが0.2−0.09x (F
/C)以下である必要がある。
比較例9〜16 低温プラズマ処理を行なわない“KAPTON”フィル
ムを実施例1〜8に用いたFEPフィルムと貼り合わせ
た。いずれのサンプルとも0.2−/cm以下の初期接
着力しか示さず、100%R1160℃240時間後お
よび200℃480時間後の接着強度もすべて0.01
 kq/cm以下となった。
なお本比較例では275°Cで熱接着したが。300℃
以上で熱接着すると0.4kq/cm以上の初期接着力
を示ずサンプルもあった。しかしながらいずれのサンプ
ルも経時変化によって接着力が急激に低下した。
実施例9 ′“KAPTON”フィルムをAr雰囲気の大気圧下で
放電処理を行なった。処理速度、放電電力は低温プラズ
マ処理と同様である。
この“K A P T ON ”フィルムを実施例1に
用いたFEPと貼り合わせたところ、初期接着強度、1
00%R1165℃240時間復および200’C48
0時間1変の接着強度すべて0.4kq/cm以上を満
足した。
〔発明の効果〕
本発明のポリイミド積層物は、表面に特定の改質層を有
するフッ素樹脂の改質面と表面に放電処理を施したポリ
イミド樹脂の該処理面とを熱接着するようにしたため、
各樹脂間の接着強度が強固であり、高温、高湿下でもそ
の接着強度を長く保持することができる。
ざらにフッ素樹脂外側に改質層を形成されたものは、他
の材料との熱接着が容易である。
このため、高温下で使用される電線の絶縁ラッピング材
や、リードフレームの層間絶縁材、フレキシブルプリン
ト回路やフラットケーブルの基板として好ましく使用す
ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリイミド樹脂と四フッ化エチレン共重合フッ素
    樹脂とからなる積層物を製造する際に、炭素原子数に対
    するフッ素原子数の比F/Cが、100から1.8の範
    囲にあり、かつ炭素原子数に対する酸素原子数の比0/
    CとF/Cの関係が0/C≦0.2−0.09×(F/
    C)を満足する改質層を四フッ化エチレン共重合フッ素
    樹脂表面に形成し、該改質層表面と、放電処理されたポ
    リイミド樹脂の該処理面とを合わせてヒートシールする
    ことを特徴とするポリイミド積層物の製造方法。
JP6589786A 1986-03-26 1986-03-26 ポリイミド積層物の製造方法 Pending JPS62223236A (ja)

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