JP2002192615A - 積層板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 接着シートと金属材料とを熱ロールラミネート装置によ
り連続的に貼り合わせてなる積層板の製造方法であっ
て、該装置の加圧面と被積層材料との間に保護材料を配
置し２００℃以上の加圧加熱成形を行い、保護材料と被
積層材料とを軽く密着させておき、冷却後に該保護材料
を積層板から剥離することを特徴とする積層板の製造方
法。 【課題】 熱可塑性樹脂と金属箔とをラミネートする
際、高温でラミネートするため、被接着材料の熱膨張収
縮の変化が大きくなりできた積層板が外観不良になる。 【解決手段】 ラミネートする前に積層材料の両側に保
護材料を配して加熱・加圧し、積層板が冷却されてから
保護材料を剥離することによって、シワなく積層板が作
製できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加圧加熱成形装置
で製造される積層板の製造方法に関する。特には、電子
電気機器等に用いられるフレキシブル積層板の製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子電気機器用印刷回路基板に用いられ
る積層板には、金属箔が熱硬化性樹脂等の熱硬化型接着
剤によって貼付された積層板（以下、熱硬化型の積層板
と表す）と、熱可塑性樹脂等の熱融着型接着剤によって
貼付された積層板（以下、熱融着型の積層板と表す）が
ある。

【０００３】熱硬化型の積層板の製造方法は、従来より
種々研究されており、樹脂含浸紙、樹脂含浸ガラス布等
と金属箔を多段プレスや真空プレスを用いてプレスし、
その後、高温で数時間熱硬化させてリジッド積層板を得
る方法や、ロール状の材料を１対の加熱ロールに挟んで
ラミネートし、その後、高温で数時間熱硬化させてフレ
キシブル積層板を得る方法、加熱ロールの代わりにダブ
ルベルトプレス装置を用いて熱ラミネートする方法等が
実施されている。その際、以下に示す問題を解決する目
的で、装置の加圧面と被積層材料との間に保護材料を挟
んで加圧加熱成形する場合がある。すなわち、金属箔表
面の傷や打痕の発生（特開昭６０−１０９８３５）や熱
ラミネート後の硬化炉における積層板の反りの発生（特
開平４−８９２５４）、あるいは樹脂溜まりのある平滑
性に乏しい樹脂含浸紙や樹脂含浸ガラス布等により滑ら
かなラミネート加工が阻害される等の問題が発生する場
合に保護材料を用いるときがある。また、熱融着型で
は、特開平１１−２９８１１４に、接着フィルムの片面
に銅箔をシリコンゴムロールでラミネートする時、銅箔
を貼らない面に保護フィルム（非熱可塑性のポリイミド
フィルム）を配してラミネートを行う事例が記載されて
いる。しかしながら、該公報の場合、この保護フィルム
は、接着フィルムがラミネートロールに貼りつかないこ
とを目的に使用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した熱硬化型の積
層板を製造する場合、加圧加熱成形温度は２００℃以下
である場合が殆どである。この程度の加熱温度では、被
積層材料にかかる熱応力が小さく、熱ラミネート時のシ
ワ等の外観不良は発生しにくい。

【０００５】ところが、熱融着型の積層板を製造する場
合、接着層を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度
（Ｔｇ）以上の温度で加圧加熱を行わなければ熱融着が
できない。一方、電子電気機器用積層板は、部品実装の
過程で高温加熱を受けるので、接着層を構成する熱可塑
性樹脂には少なくとも１８０℃以上のＴｇが求められ
る。更にその熱融着のためには２００℃以上の熱ラミネ
ート温度が必要となる。この様な高温でのラミネートで
は、被積層材料の熱膨張・熱収縮の変化が大きくなり、
ラミネートされた積層体にシワ等の外観不良を生じやす
いという問題がある。

【０００６】シワの発生原因をより詳しく説明すると、
熱ロールラミネート機で銅箔と熱可塑性ポリイミドをラ
ミネートする場合、熱ロールラミネート機の加熱加圧状
態のプレスロール間を通過することで、銅箔と熱可塑性
ポリイミドが貼り合わされる。ラミネート時、各被積層
材料は熱によって膨張した状態にあるが、一般に銅箔の
線膨張係数よりも熱可塑性ポリイミドの線膨張係数は大
きいため、銅箔より面方向に大きく伸びた状態で熱可塑
性ポリイミドは銅箔と熱ラミネートされ、逆に、冷却時
には熱可塑性ポリイミドは銅箔より面方向に大きく縮
む。このため、できた積層板は面方向にシワを生じる。
これは、圧力が開放されるラミネート直後も、材料が熱
を保持しており、その温度が熱可塑性ポリイミドのＴｇ
よりも高いために熱可塑性ポリイミドは流動状態にあ
り、シワの発生を抑止できないことも一因となってい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点に鑑
み、熱ラミネート時に生じるシワ等の外観不良のないフ
レキシブル基板材料として好適な積層板を提供するもの
である。

【０００８】すなわち、本発明者らは、上記同様の系で
ラミネート時に銅箔の外側に保護材料を配してラミネー
トすると、ラミネート後の熱可塑性ポリイミドは収縮し
ようとするが銅箔の外側に保護材料があるために面方向
の動きが抑制され、熱可塑性ポリイミドの動きが制限さ
れてシワが発生しないことを見出したのである。

【０００９】従って本発明の請求項１は、接着シートと
金属材料とを熱ロールラミネート装置により連続的に貼
り合わせてなる積層板の製造方法であって、該装置の加
圧面と被積層材料との間に保護材料を配置し２００℃以
上の加圧加熱成形を行い、保護材料と被積層材料とを軽
く密着させておき、冷却後に該保護材料を積層板から剥
離することを特徴とする積層板の製造方法である。ここ
でいう、保護材料とは積層板の非構成材料をさす。ま
た、保護材料と被積層材料はラミネートロールを通過す
ることで軽く密着された状態にある。ここで軽く密着と
いう状態は、保護フィルムと被積層材料が何も力を加え
ない状態で双方が剥離しない状態をいい、手で剥がすと
簡単に剥がれる状態をいう。

【００１０】更に、本発明の請求項２は、接着性成分中
に熱可塑性ポリイミドを５０重量％以上含有する接着シ
ートを用いる請求項１に記載する積層板の製造方法であ
る。本発明の請求項３は、厚みが５０μｍ以下の銅箔を
用いる請求項１乃至請求項２のいずれか１項に記載する
積層板の製造方法である。本発明の請求項４は、ポリイ
ミドフィルムを用いる請求項１乃至請求項３のいずれか
１項に記載する積層板の製造方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細について説明
する。

【００１２】本発明の製造方法で得られる積層板の用途
は特に限定されるものではないが、主として電子電気用
のフレキシブル積層板として用いられるものである。

【００１３】接着シートとしては、熱融着性を有する樹
脂から成る単層シート、熱融着性を有さないコア層の両
側に熱融着性を有する樹脂層を形成して成る複数層シー
ト、紙、ガラスクロス等の基材に熱融着性を有する樹脂
を含浸したシート等が挙げられるが、ガラスクロス等の
剛性のある基材を使用すると屈曲性が劣ることより、フ
レキシブル積層板用の接着シートとしては、熱融着性を
有する樹脂から成る単層シート、熱融着性を有さないコ
ア層の両側に熱融着性を有する樹脂層を形成して成る複
数層シートが好ましい。熱融着性を有する樹脂から成る
単層シート、熱融着性を有さないコア層の両側に熱融着
性を有する樹脂層を形成して成る複数層シートとしては
耐熱性を有するものが好ましく、接着成分が熱可塑性ポ
リイミド系成分から成るもの、例えば、熱可塑性ポリア
ミドイミド、熱可塑性ポリエーテルイミド、熱可塑性ポ
リエステルイミド等が好適に用いられ得る。これらの耐
熱性の熱可塑性樹脂を接着成分中の５０％以上含有する
接着シートも本発明には好ましく用いられ、エポキシ樹
脂やアクリル樹脂のような熱硬化性樹脂等を配合した接
着シートの使用も好ましい。各種特性の向上のために接
着シートには種々の添加剤が配合されていても構わな
い。

【００１４】接着シートの構成は、耐熱性の接着層を外
側に有するものであれば、熱融着性の接着成分のみから
成る単層でも構わないが、寸法特性等の観点から、熱融
着性を有さないコア層の両側に熱融着性の接着層を有す
る３層構造のシートが好ましい。この熱融着性を有さな
いコア層は、耐熱性があれば特に限定しないが、非熱可
塑性のポリイミドフィルムの使用が好ましい。

【００１５】接着シートの作製方法については特に限定
しないが、接着剤層単層からなる場合、ベルトキャスト
法、押出法等により製膜することができる。また、接着
シートの構成が接着層／熱融着性を有さないコア層／接
着層という３層からなる場合、熱融着性を有さないコア
層（例えば、耐熱性フィルム）の両面に接着剤を、片面
ずつ、もしくは両面同時に塗布して３層の接着シートを
作製する方法や、耐熱性フィルムの両面に接着成分のみ
からなる単層の接着シートを配して貼り合わせて３層の
接着シートを作製する方法がある。接着剤を塗布して３
層の接着シートを作製する方法において、特にポリイミ
ド系の接着剤を使用する場合、ポリアミック酸の状態で
耐熱性フィルムに塗布し、次いで乾燥させながらイミド
化を行う方法と、そのまま可溶性ポリイミド樹脂を塗布
し、乾燥させる方法があり、接着剤層を形成する方法は
特に問わない。その他に、接着層／耐熱融着性を有さな
いコア層／接着層のそれぞれの樹脂を共押出して、一度
に耐熱性接着シートを製膜する方法もある。

【００１６】金属材料としては、特に限定しないが、電
子電気機器用に用いられる積層板の場合、導電性・コス
トの点から銅箔を用いるのが好ましい。また、金属箔の
厚みについては、銅箔の厚みが薄いほど回路パターンの
線幅を細線化できることから、５０μｍ以下の銅箔が好
ましい。特に３５μｍ以下の銅箔はそれ以上の厚みの銅
箔に比べてコシがなく、熱ラミネートする際にシワを生
じやすいため、３５μｍ以下の銅箔について、本発明は
顕著な効果を発揮する。また、銅箔の種類としては圧延
銅箔、電解銅箔、ＨＴＥ銅箔等が挙げられ特に制限はな
く、これらの表面に接着剤が塗布されていても構わな
い。

【００１７】熱ロールラミネート装置については、被積
層材料を加熱して圧力を加えてラミネートする装置であ
れば特にこだわらない。加熱方法について、所定の温度
で加熱することができるものであれば特にこだわらず、
熱媒循環方式、熱風加熱方式、誘電加熱方式等が挙げら
れる。加熱温度は２００℃以上が好ましいが、電子部品
実装のために積層板が雰囲気温度２４０℃の半田リフロ
ー炉を通過する用途に供される場合には、それに応じた
Ｔｇを有する熱融着シートを使用するため２４０℃以上
の加熱が好ましい。プレスロールの材質はゴム、金属
等、特に限定しないが、ラミネート温度が２８０℃以上
の高温になると、ゴムロールは劣化するため使用でき
ず、金属ロールが好ましい。加圧方式についても所定の
圧力を加えることができるものであれば特にこだわら
ず、油圧方式、空気圧方式、ギャップ間圧力方式等が挙
げられ、圧力は特に限定されない。

【００１８】保護材料は、ラミネートした製品のシワ発
生等の外観不良から保護する目的を満たすものであれば
何でも良い。ただし、加工時の温度に耐え得るものでな
ければならず、例えば２５０℃で加工する場合は、それ
以上の耐熱性を有するポリイミドフィルム等が有効であ
る。保護材料の厚みは特に限定しないが、ラミネート後
の積層板のシワ形成を抑制する目的から、５０μｍ以上
の厚みが好ましい。保護材料の厚みが７５μｍ以上であ
ればシワ形成をほぼ完全に抑制できるため、さらに好ま
しい。また、保護材料は被積層材料と軽く密着するもの
であれば、特に表面処理等を施す必要がない。逆に保護
材料が被積層材料と密着しないものである場合、保護材
料側に軽く密着するような表面処理を施したり、銅箔側
に同様な表面処理を施したり、保護材料、銅箔の両方に
表面処理を施したりしても構わない。また、銅箔表面の
酸化を防ぐ目的で施された防錆処理等、他の目的で施し
た表面処理であっても、保護材料と被積層材料が軽く密
着するようなものであれば、表面処理を施してあっても
構わない。

【００１９】保護材料を剥離する際の積層板の温度は、
熱可塑性樹脂を被積層材料として使用する場合には、そ
のＴｇ以下の温度が好ましい。より好ましくはＴｇより
も５０℃以上低い温度、更に好ましくはＴｇよりも１０
０℃以上低い温度である。最も好ましくは室温まで冷却
された時点で保護材料を積層板から剥離するのが好まし
い。以下実施例を記載して本発明をより詳細に説明す
る。

【００２０】

【実施例】実施例中のガラス転移温度（Ｔｇ）は、島津
製作所 ＤＳＣ ＣＥＬＬ ＳＣＣ−４１（示差走査熱
量計）により、窒素気流下、昇温速度１０℃／分にて、
室温から４００℃までの温度範囲で測定した。

【００２１】実施例１ Ｔｇ１９０℃の２５μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム
（鐘淵化学工業株式会社製 ＰＩＸＥＯ ＴＰ−Ｔ）の
両側に１８μｍの電解銅箔を配し、さらにその両側に保
護フィルムとして１２５μｍのポリイミドフィルム（鐘
淵化学工業株式会社製 アピカル１２５ＡＨ）を配し
て、熱ロールラミネート機により、温度２６０℃、Ｌ／
Ｓ０．５m/min、線圧９８０N/cmの条件でラミネートし
た後、保護フィルムとラミネートされたフレキシブル積
層板が軽く密着した状態で常温まで冷却し、冷却後、フ
レキシブル積層板から保護フィルムを剥離してフレキシ
ブル積層板を作製した。

【００２２】その結果、外観にシワ等の不良のないフレ
キシブル積層板を得た。

【００２３】実施例２ 前記２５μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム（Ｔｇ１９
０℃）の両側に実施例１の電解銅箔よりシワが発生しや
すい１８μｍの圧延銅箔を配し、さらにその両側に保護
フィルムとして前記１２５μｍのポリイミドフィルムを
配して、熱ロールラミネート機（温度２６０℃、Ｌ／Ｓ
０．５m/min、線圧980N/cm）で実施例１と同様にして、
フレキシブル積層板を作製した。

【００２４】その結果、外観にシワ等の不良のないフレ
キシブル積層板を得た。

【００２５】実施例３ 非熱可塑性ポリイミドフィルム両面にのＴｇ１９０℃の
熱可塑性ポリイミド樹脂成分を有する２５μｍ厚の三層
構造の接着フィルム（鐘淵化学工業株式会社製ＰＩＸＥ
Ｏ−ＢＰ）の両側に１８μｍの電解銅箔を配し、さらに
その両側に保護フィルムとして１２５μｍのポリイミド
フィルム（鐘淵化学工業株式会社製アピカル１２５Ａ
Ｈ）を配して、熱ロールラミネート機（温度２６０℃、
Ｌ／Ｓ０．５m/min、線圧980N/cm）で実施例１と同様に
してフレキシブル積層板を作製した。

【００２６】その結果、外観にシワ等の不良のないフレ
キシブル積層板を得た。

【００２７】実施例４ 実施例３で用いた３層構造の接着フィルムの両側に実施
例１の電解銅箔よりシワが発生しやすい１８μｍの圧延
銅箔を配し、さらにその両側に保護フィルムとして前記
１２５μｍのポリイミドフィルムを配して、熱ロールラ
ミネート機（温度２６０℃、Ｌ／Ｓ０．５m/min、線圧9
80N/cm）で実施例１と同様にしてフレキシブル積層板を
作製した。

【００２８】その結果、外観にシワ等の不良のないフレ
キシブル積層板を得た。

【００２９】実施例５ 前記２５μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム（Ｔｇ１９
０℃）の両側に１８μｍの電解銅箔を配し、さらにその
両側に保護フィルムとして前記１２５μｍのポリイミド
フィルムを配して、ダブルベルトプレス機（温度３５０
℃、Ｌ／Ｓ２．０m/min、線圧980N/cm）で実施例１と同
様にしてフレキシブル積層板を作製した。

【００３０】その結果、外観にシワ等の不良のないフレ
キシブル積層板を得た。

【００３１】実施例６ 前記２５μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム（Ｔｇ１９
０℃）の両側に実施例５の電解銅箔よりシワになりやす
い１８μｍの圧延銅箔を配し、さらにその両側に保護フ
ィルムとして前記１２５μｍのポリイミドフィルムを配
して、ダブルベルトプレス機（温度３５０℃、Ｌ／Ｓ
２．０m/min、線圧980N/cm）で実施例１と同様にしてフ
レキシブル積層板を作製した。

【００３２】その結果、外観にシワ等の不良のないフレ
キシブル積層板を得た。

【００３３】実施例７ 実施例３で用いた３層構造の接着フィルムの両側に１８
μｍの電解銅箔を配し、さらにその両側に保護フィルム
として前記１２５μｍのポリイミドフィルムを配して、
ダブルベルトプレス機（温度３５０℃、Ｌ／Ｓ２．０m/
min、線圧980N/cm）で実施例１と同様にしてフレキシブ
ル積層板を作製した。

【００３４】その結果、外観にシワ等の不良のないフレ
キシブル積層板を得た。

【００３５】実施例８ 実施例３で用いた３層構造の接着フィルムの両側に実施
例７の電解銅箔よりシワになりやすい１８μｍの圧延銅
箔を配し、さらにその両側に保護フィルムとして前記１
２５μｍのポリイミドフィルムを配して、ダブルベルト
プレス機（温度３５０℃、Ｌ／Ｓ２．０m/min、線圧980
N/cm）で実施例１と同様にしてフレキシブル積層板を作
製した。

【００３６】その結果、外観にシワ等の不良のないフレ
キシブル積層板を得た。

【００３７】比較例１ 保護フィルムの１２５μｍのポリイミドフィルムを使用
せず、それ以外は実施例１と同様にしてフレキシブル積
層板を得た。

【００３８】その結果、ラミネートの進行方向に縦筋が
入ったようなシワが発生した。

【００３９】比較例２ 保護フィルムの１２５μｍのポリイミドフィルムを使用
せず、それ以外は実施例２と同様にしてフレキシブル積
層板を得た。

【００４０】その結果、ラミネートの進行方向に縦筋が
入ったようなシワが発生した。

【００４１】比較例３ 保護フィルムの１２５μｍのポリイミドフィルムを使用
せず、それ以外は実施例３と同様にしてフレキシブル積
層板を得た。

【００４２】その結果、ラミネートの進行方向に縦筋が
入ったようなシワが発生した。

【００４３】比較例４ 保護フィルムの１２５μｍのポリイミドフィルムを使用
せず、それ以外は実施例４と同様にしてフレキシブル積
層板を得た。

【００４４】その結果、ラミネートの進行方向に縦筋が
入ったようなシワが発生した。

【００４５】比較例５ 保護フィルムの１２５μｍのポリイミドフィルムを使用
せず、それ以外は実施例５と同様にしてフレキシブル積
層板を得た。

【００４６】その結果、ラミネートの進行方向に縦筋が
入ったようなシワが発生した。

【００４７】比較例６ 保護フィルムの１２５μｍのポリイミドフィルムを使用
せず、それ以外は実施例６と同様にしてフレキシブル積
層板を得た。

【００４８】その結果、ラミネートの進行方向に縦筋が
入ったようなシワが発生した。

【００４９】比較例７ 保護フィルムの１２５μｍのポリイミドフィルムを使用
せず、それ以外は実施例７と同様にしてフレキシブル積
層板を得た。

【００５０】その結果、ラミネートの進行方向に縦筋が
入ったようなシワが発生した。

【００５１】比較例８ 保護フィルムの１２５μｍのポリイミドフィルムを使用
せず、それ以外は実施例８と同様にしてフレキシブル積
層板を得た。

【００５２】その結果、ラミネートの進行方向に縦筋が
入ったようなシワが発生した。

【００５３】

【発明の効果】本発明による積層板の作製方法を用いる
ことによって、ラミネート時にシワになりやすい圧延銅
箔を用いた場合においても、外観良好な積層板を得るこ
とが出来る。従って本発明は、特に電子電気機器用のフ
レキシブル積層板として好適な材料を提供するものであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 105:22 Ｂ２９Ｋ 105:22 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｆターム(参考） 4F100 AB01A AB01C AB17A AB17C AB33A AB33C AK49B BA03 BA06 BA10A BA10C EJ19 EJ42 EJ88 EK06 GB43 JB16B JL04 JL11B YY00A YY00B YY00C 4F211 AA40 AD03 AD05 AD08 AG03 AH36 TA04 TC04 TD11 TJ30 TN09 TN52 TQ03 TQ10 TQ11 TQ14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接着シートと金属材料とを熱ロールラミ
   ネート装置により連続的に貼り合わせてなる積層板の製
   造方法であって、該装置の加圧面と被積層材料との間に
   保護材料を配置し２００℃以上の加圧加熱成形を行い、
   保護材料と被積層材料とを軽く密着させておき、冷却後
   に該保護材料を積層板から剥離することを特徴とする積
   層板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記接着シートとして、接着成分中に熱
   可塑性ポリイミドを５０重量％以上含有する接着シート
   を用いる請求項１に記載する積層板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記金属材料として、厚みが５０μｍ以
   下の銅箔を用いる請求項１乃至請求項２のいずれか１項
   に記載する積層板の製造方法。
4. 【請求項４】 前記保護材料として、ポリイミドフィル
   ムを用いる請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載
   する積層板の製造方法。