JP2003001709A - 耐熱性フレキシブル積層板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱ロールを用いて金属箔と耐熱性接着フィル
ムをラミネートした積層体において、外観、接着性、寸
法変化率に優れる積層板の提供を目的とする。 【解決手段】 少なくとも２対以上の金属ロールを有す
る熱ロールラミネート装置を用いて金属箔と耐熱性接着
フィルムを貼り合わせて耐熱性フレキシブル積層板を作
製する製造方法であって、第１対目の金属ロールで金属
箔と耐熱性接着フィルムを仮圧着した後、第２対目以降
の金属ロールで金属箔と耐熱性フィルムを本圧着するこ
とを特徴とする耐熱性フレキシブル積層板の製造方法に
よって、外観、接着性、優れた寸法安定性を有する積層
板を実現できる。

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、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】近年、エレクトロニクス製品の軽量化、
小型化、高密度化に伴い、プリント基板の需要が高くな
り、特に、絶縁性フィルム上に銅箔回路を形成して成る
フレキシブルプリント基板の需要が高まっている。この
フレキシブルプリント基板の製造方法としては、一般的
にはポリイミドフィルム等の絶縁性フィルム上に熱硬化
性接着剤を介して銅箔を加熱状態で貼合わせ、さらに温
度をかけて樹脂を硬化させ、この銅箔にエッチング等の
手段により回路を形成する製造方法や、ポリイミドフィ
ルム等の耐熱性フィルムの上下面にあらかじめ耐熱性熱
可塑性接着剤を形成した耐熱性接着フィルムと銅箔とを
加熱状態で貼合わせ、この銅箔にエッチング等の手段に
より回路を形成する製造方法等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】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。

【０００４】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、高温雰囲気下で数時間熱硬化させて積層板を得
る方法や、ロール状の材料を１対の加熱ロールに挟んで
熱ラミネートし、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、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４−８９２５
４）、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。このような熱硬化
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。つまり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。シワの発生原因をより詳しく
説明すると、例えば、熱ロールラミネート機で金属箔と
熱可塑性ポリイミドをラミネートする場合、熱ロールラ
ミネート機のプレスロール間を通過することで、金属箔
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、
一般に金属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、金属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金属箔と熱ラミネート
され、逆に、冷却時には熱可塑性ポリイミドは金属箔よ
り面方向に大きく縮む。このため、できた積層板は幅方
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。その他種々の要因によりシワが発生
することが確認されている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述のような積層板に発
生するしわを抑止することは重要であるが、その他に接
着性、半田耐熱性、寸法安定性などの特性が要求されて
いる。比較的簡便な設備である熱ロールを用いてラミネ
ートする以下の製造方法によってこれらさまざまな特性
を満足する積層体を提供することを目的に鋭意研究を重
ねた結果、本発明に至ったのである。すなわち、 １）少なくとも２対以上の金属ロールを有する熱ロール
ラミネート装置を用いて金属箔と耐熱性接着フィルムを
貼り合わせて耐熱性フレキシブル積層板を作製する製造
方法であって、第１対目の金属ロールで金属箔と耐熱性
接着フィルムを仮圧着した後、第２対目以降の金属ロー
ルで金属箔と耐熱性フィルムを本圧着することを特徴と
する耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。 ２）前記仮圧着における圧力が１５Ｎ／ｍｍ以下で温度
が３００℃以下であり、本圧着における圧力が１５Ｎ／
ｍｍ〜７５Ｎ／ｍｍで、温度が３００℃以上であること
を特徴とする１）記載の耐熱性フレキシブル基板の製造
方法。 ３）前記耐熱性接着フィルムの接着剤成分中に熱可塑性
ポリイミド樹脂を５０重量％以上含有することを特徴と
する１）または２）に記載の耐熱性フレキシブル積層板
の製造方法。 ４）前記熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転移温度が１
８０℃以上であることを特徴とする１）〜３）のいずれ
か１項記載の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。 ５）前記熱ロールラミネート装置を用いて金属箔と耐熱
性接着フィルムを貼り合わせる際に、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て加圧加熱成形を
行うことを特徴とする１）〜４）のいずれか一項に記載
の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。 ６）前記加圧加熱成形を行った後、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５）に記載の耐熱性フ
レキシブル積層板の製造方法。 ７）金属箔が、銅箔、アルミ箔から選ばれる１）〜６）
のいずれか一項に記載の耐熱性フレキシブル積層板の製
造方法。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細について説明
する。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。なお、本
発明でいう耐熱性接着フィルムとは最終的に積層板とし
て一体化されるフィルム状の材料をさす。また、保護材
料とは積層板の非構成材料をさす。本発明に用いられる
耐熱性接着フィルムは、熱可塑性樹脂からなるものが好
ましく、さらに、熱可塑性樹脂としては耐熱性を有する
ものが好ましく、例えば、熱可塑性ポリイミド、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の成形物が挙げられ、特に
熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリエステルイミドが特
に好適に用いられ得る。これらの耐熱性の熱可塑性樹脂
を５０重量％以上含有する熱融着性の接着フィルムも本
発明には好ましく用いられ、特に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熱融着性の接
着フィルムの使用も好ましい。また各種特性の向上のた
めに熱融着性フィルムには種々の添加剤が配合されてい
ても構わない。

【０００８】耐熱性接着フィルムの構成については特に
規定しないが、ある程度の剛性と十分な絶縁特性・接着
性を有するものでは、接着剤層１層からなるものでも構
わない。また、接着材料の剛性を得るために接着剤層の
中心部に剛性のある非熱可塑性のポリイミドフィルムを
使用して３層構造としてもよい。

【０００９】耐熱性接着フィルムの作製方法については
特に規定しないが、接着剤層１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、耐熱性接着材料の構成が接着層／コアフィルム／接
着層というような３層からなる場合、コアフィルムの両
面に接着剤層を、片面ずつ、もしくは両面同時に塗布す
る方法、特にポリイミド系の接着剤を使用する場合、ポ
リアミック酸で塗布し、次いでイミド化する方法と、そ
のまま可溶性ポリイミド樹脂を塗布・乾燥させる方法が
ある。その他に、接着層／コアフィルム／接着層のそれ
ぞれの樹脂を共押出しして、一度に耐熱性接着フィルム
を製膜する方法等がある。

【００１０】仮圧着時の圧力は低いほうが好適であり、
１５Ｎ／ｍｍ以下、温度は３００℃以下が好ましい。こ
の仮圧着の目的は、圧力あるいは温度による金属箔と耐
熱性接着フィルムの寸法変化量（圧力による伸び、温度
による線膨張）をできるだけ小さくした状態で両者を接
着させ、その後の本圧着での両者の寸法変化量に大きな
差が無いようにすることが目的である。このことにより
シワの発生が大幅に抑止できる。

【００１１】また本圧着時の圧力は１５Ｎ／ｍｍ〜７５
Ｎ／ｍｍ、温度は３００℃以上が好ましい。本圧着で
は、仮圧着された金属箔と耐熱性接着フィルムとを十分
に接着させることが目的である。

【００１２】本発明に用いられる金属箔の種類として
は、銅箔、アルミ箔、ＳＵＳ箔などが用いられる。特に
銅箔に関しては、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、また、黒化処理、カップリング剤処理等
の化学的、機械的な表面処理が施されていても構わな
い。

【００１３】熱ロールラミネート装置については、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、誘導加熱方式等が挙げられる。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る。熱ロールラミネート装置
は、１対のプレスロールの面長方向の線圧で積層するも
のであり、単動プレス機や、真空プレス機等のプレス板
の面圧に比べて、加圧力は格段に高いため、２５０℃以
上の高いＴｇをもつ耐熱性接着材料でも、プレス機では
成し得ない圧力でラミネートすることによって、ラミネ
ートすることができる利点がある。熱ロールラミネート
装置の１対のプレスロールの表面の材質は、金属−金
属、ゴム−ゴム、ゴム−金属の組み合わせがあり、プレ
スロールの材質に特にこだわらないが、２５０℃を越え
る温度でラミネートする場合、金属−金属からなるプレ
スロールを有することが好ましい。

【００１４】ラミネート速度は、積層板を製造する観点
から、０．５ｍ／ｍｉｎ以上が好ましい。更に生産性を
上げるためには、１．０ｍ／ｍｉｎ以上がさらに好まし
い。ラミネート圧力は高ければ高いほど、ラミネート温
度を低く、かつ、ラミネート速度を速くできる利点があ
るが、ラミネート圧力が高すぎると積層板の寸法変化が
悪くなる傾向がある。

【００１５】保護材料は、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や銅箔、
アルミニウム箔、ＳＵＳ箔といった金属箔等が有効であ
る。また、一般に市販されているポリイミドフィルムを
使用する場合、ラミネート後の積層板のシワ形成を抑制
するという点から、保護材料の厚みは７５μｍ以上が好
ましい。

【００１６】保護材料を剥離する際の積層板の温度は、
ラミネート後の積層板のシワ形成を抑制するため積層板
の熱可塑性樹脂の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１００℃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。

【００１７】本発明においては、前記保護材料を繰り返
し使用することができる。熱ロールラミネート装置の前
後に被積層材料の繰出・巻取装置を設置するのはもちろ
んのこと、保護材料用の繰出・巻取装置を併設すること
によって、一度ラミで利用された保護材料を巻取装置で
巻取り、繰出側に再度設置することで、保護材料を再利
用することができる。巻き取る際に、端部位置検出装置
と巻取位置修正装置を設置して、精度よく保護材料の端
部を揃えて巻き取っても構わない。

【００１８】以下実施例を記載して本発明をより詳細に
説明する。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例及び比較例を挙げ、本発明を
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものでない。以下、実施例、比較例において、接着剤
層の物性およびフレキシブル基板の物性は次のようにし
て測定した。

【００２０】剥離強度は、ＪＩＳ Ｃ６４７１「６．５
引きはがし強さ」に従い、サンプルを作製し、１８０度
の剥離角度で５ｍｍ幅の銅箔部分を５０ｍｍ／ｍｉｎの
条件で剥離し、その荷重を測定した。寸法変化率はＪＩ
Ｓ Ｃ６４８１に基づいて、両面基板に開けた４点の穴
のそれぞれの距離を測定し、次にエッチングして銅箔を
除去した後に２０℃、６０％ＲＨの恒温室に２４時間放
置し、エッチング前同様に４点の穴のそれぞれの距離を
測定して寸法変化率を次式で求めた。 寸法変化率（％）＝[（銅箔除去後のフィルムの測定値
−銅箔除去前の測定値）／（銅箔除去前の測定値）]×
１００ また、外観は目視により確認し、シワのない場合を○、
シワのある場合を×とした。 （実施例１〜４）非熱可塑性ポリイミドフィルム両面に
Ｔｇ１９０℃の熱可塑性ポリイミド樹脂成分を有する２
５μｍ厚の三層構造の接着フィルム（鐘淵化学工業株式
会社製ＰＩＸＥＯ ＢＰ）の上下面に１８μｍの圧延銅
箔（ジャパンエナジー製ＢＨＹ−２２Ｂ−Ｔ）を配し、
さらにその外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装置によ
り、表1の条件でラミネートを行った結果を表1に記載す
る。 その結果、外観、接着強度、寸法変化率とも良好
な物性が得られた。 （比較例１）実施例１と同様にして、表１の条件でラミ
ネートを行った結果を表1に記載する。その結果、外観
が悪いあるいは寸法変化率が大きいものとなった。ま
た、シワがあるため、寸法変化率を測定することができ
なかった。 （比較例２）実施例１と同様にして、表１の条件でラミ
ネートを行った結果を表1に記載する。 その結果、外
観が悪いあるいは寸法変化率が大きいものとなった。ま
た、接着強度が低く、剥離界面が銅箔と接着層のＣ／Ａ
破壊であった。また、シワがあるため、寸法変化率を測
定することができなかった。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】本発明による積層板の製造方法を用いる
ことによって、外観、接着強度、寸法変化率が良好な耐
熱性フレキシブル積層板を得ることが出来る。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｒ // Ｂ２９Ｋ 79:00 Ｂ２９Ｋ 79:00 105:22 105:22 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｆターム(参考） 4F100 AB01A AB01C AB10A AB10C AB17A AB17C AB33A AB33C AK49B BA03 BA06 BA10A BA10C EJ19 EJ42 GB43 JA05B JB16B JJ03B JL04 JL11B YY00B 4F204 AA40 AA49 AD03 AD08 AG03 AH36 AR02 AR06 FA06 FA16 FA18 FB02 FB11 FB24 FQ32 FQ38 FW15 FW50 4F211 AA40 AC03 AD03 AD08 AG01 AG03 TA03 TC05 TD11 TJ22 TN01 TQ03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２対以上の金属ロールを有する
   熱ロールラミネート装置を用いて金属箔と耐熱性接着フ
   ィルムを貼り合わせて耐熱性フレキシブル積層板を作製
   する製造方法であって、第１対目の金属ロールで金属箔
   と耐熱性接着フィルムを仮圧着した後、第２対目以降の
   金属ロールで金属箔と耐熱性フィルムを本圧着すること
   を特徴とする耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記仮圧着における圧力が１５Ｎ／ｍｍ
   以下で温度が３００℃以下であり、本圧着における圧力
   が１５Ｎ／ｍｍ〜７５Ｎ／ｍｍで、温度が３００℃以上
   であることを特徴とする請求項１記載の耐熱性フレキシ
   ブル基板の製造方法。
3. 【請求項３】前記耐熱性接着フィルムの接着剤成分中に
   熱可塑性ポリイミド樹脂を５０重量％以上含有すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の耐熱性フレキシ
   ブル積層板。
4. 【請求項４】 前記熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転
   移温度が１８０℃以上であることを特徴とする請求項１
   〜３のいずれか１項記載の耐熱性フレキシブル積層板の
   製造方法。
5. 【請求項５】前記熱ロールラミネート装置を用いて金属
   箔と耐熱性接着フィルムを貼り合わせる際に、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て加圧加
   熱成形ことを特徴とするを行う請求項１〜４のいずれか
   一項に記載の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。
6. 【請求項６】前記加圧加熱成形を行った後、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請求項５に記
   載の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。
7. 【請求項７】金属箔が、銅箔、アルミ箔から選ばれる請
   求項１〜６のいずれか一項に記載の耐熱性フレキシブル
   積層板の製造方法。