JP2003001750A - 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の製造方法
を提供する。 【解決手段】熱ロールラミネート装置を用いて耐熱性接
着フィルムと銅箔等の金属材料（ａ）とを連続的に貼り
合わせる際に、該装置の加圧面と被積層材料との間にア
ルミ箔等の金属材料（ｂ）からなる保護材料を配置し２
００℃以上の加圧加熱成形を行い、前記保護材料と被積
層材料とを密着させておき、冷却後に該保護材料を積層
板から剥離するフレキシブル積層板の製造方法により達
成される。

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耐熱性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】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】このシワを抑制する方法として、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方
法があり、この方法によると、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を抑制することができる。

【０００８】熱可塑性ポリイミド樹脂の場合、そのＴｇ
が高いため、熱硬化型の接着フィルムを熱ラミネートす
る場合に比べて、２４０℃以上の高い温度でラミネート
する必要がある。この温度になると、一般の安価な樹脂
フィルムでは耐えることができなくなり、溶融もしくは
脆化してしまう。そのため、ポリイミドフィルム、ポリ
アラミドフィルム等の耐熱性樹脂フィルムが使用され
る。しかしながら、耐熱性樹脂フィルムは高価であるた
め、保護材料として使用すると、耐熱性フレキシブル積
層板自体の製造コストを上げてしまう問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前記問
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の製造
方法を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記同様
の系で保護材料として、ポリイミドフィルムより安価な
金属箔を使用することによって耐熱性フレキシブル積層
板の製造コストを下げることができることを見出し、本
発明に達した。

【００１１】すなわち本発明は、熱ロールラミネート装
置を用いて耐熱性接着フィルムと金属材料（ａ）とを連
続的に貼り合わせる際に、該装置の加圧面と被積層材料
との間に金属材料（ｂ）からなる保護材料を配置し２０
０℃以上の加圧加熱成形を行い、前記保護材料と被積層
材料とを密着させておき、冷却後に該保護材料を積層板
から剥離するフレキシブル積層板の製造方法である。前
記した保護材料と被積層材料との界面の密着強度は０．
１から３Ｎ／ｃｍの範囲となるよう密着させるのが好ま
しい。

【００１２】金属材料（ｂ）はアルミ箔であるのが好ま
しく、耐熱性接着フィルムは、接着成分中に熱可塑性ポ
リイミドを５０重量％以上含有する耐熱性接着フィルム
であるのが好ましい。また、金属材料（ａ）は、厚み５
０μｍ以下の銅箔を用いるものが好ましい。

【００１３】

【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。

【００１４】耐熱性接着フィルムとしては、熱融着性を
有する樹脂から成る単層フィルム、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
複数層フィルム、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フィルム等が挙げられるが、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耐熱性接着フィル
ムとしては、熱融着性を有する樹脂から成る単層フィル
ム、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フィルムが好ましい。熱
融着性を有する樹脂から成る単層フィルム、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
して成る複数層フィルム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％以上含有する耐熱性接着フィルムも
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耐熱性接着フィ
ルムの使用も好ましい。各種特性の向上のために耐熱性
接着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。

【００１５】耐熱性接着フィルムの構成は、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層構造のフィルムが好ましい。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。

【００１６】耐熱性接着フィルム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、耐熱性接着フィルムの構成が接着層／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
層の耐熱性接着フィルムを作製する方法や、耐熱性フィ
ルムの両面に接着成分のみからなる単層の耐熱性接着フ
ィルムを配して貼り合わせて３層の耐熱性接着フィルム
を作製する方法がある。接着剤を塗布して３層の耐熱性
接着フィルム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
に耐熱性耐熱性接着フィルムを製膜する方法もある。

【００１７】本発明においては、熱ロールラミネート装
置を用いて耐熱性接着フィルムと金属材料（ａ）とを連
続的に貼り合わせるのが好ましい。前記金属材料（ａ）
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、３５
μｍ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、Ｈ
ＴＥ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。

【００１８】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を有する熱融着フィルムを使用するため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。

【００１９】保護材料は、金属材料（ｂ）からなるのが
好ましく、ここでいう金属材料（ｂ）とは、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
たす金属箔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ない。アルミ箔、ＳＵＳ
箔、銅箔等の金属箔が使用できるが、より安価なアルミ
箔が有効である。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、
３５μｍ以上の厚みが好ましい。保護材料の厚みが５０
μｍ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。

【００２０】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。

【００２１】密着させる場合の好ましい範囲としては、
保護材料と被積層材料との界面の密着強度が０．１から
３Ｎ／ｃｍの範囲となるよう密着させるのが良い。

【００２２】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。

【００２３】

【実施例】以下実施例を記載して本発明をより詳細に説
明する。

【００２４】（界面強度の測定方法）ＪＩＳ Ｃ６４７
１「６．５引きはがし強さ」に準拠して行った。具体的
には、島津製作所（株）製：オートグラフS-100-Cを用
いて、ラミネート直後の保護材料とフレキシブル積層板
が密着した状態でサンプルを抜き取り、それを１ｃｍ幅
に切り出して硬い基板上に両面テープで固定し、保護フ
ィルム側から１８０度の剥離角度で引張り速度５０ｍｍ
／ｍｉｎで剥離し、その荷重を測定した。

【００２５】（実施例１）耐熱性接着フィルムとして鐘
淵化学工業製の２５μｍ厚のＰＩＸＥＯ ＢＰ ＨＴ−
１４２を、金属材料としてジャパンエナジー製の１８μ
ｍ圧延銅箔ＢＨＹ−２２Ｂ−Ｔを使用し、保護材料は３
５μｍ厚のアルミ箔を使用して、熱ラミネート装置を用
いて、ラミ温度350℃、ラミ圧力50N/mm、ラミ速度2.0m/
minの条件でラミネートを行い、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（保護材料と積層体の密着強度は１．０
Ｎ／ｃｍ）で常温まで冷却し、冷却後、フレキシブル積
層板からアルミ箔を剥離してフレキシブル積層板を得
た。この結果、外観にシワ等の不良のないフレキシブル
積層板を得た。

【００２６】（実施例２）保護材料に７０μｍ厚のアル
ミ箔を使用した以外は、実施例１と同様にして行った
（保護材料と積層体の密着強度は０．７Ｎ／ｃｍ）。こ
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３）保護材料に３５μｍ厚のＳＵ
Ｓ箔を使用した以外は、実施例１と同様にして行った
（保護材料と積層体の密着強度は０．８Ｎ／ｃｍ）。こ
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。

【００２８】（実施例４）保護材料に７０μｍ厚のＳＵ
Ｓ箔を使用した以外は、実施例１と同様にして行った
（保護材料と積層体の密着強度は０．５Ｎ／ｃｍ）。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。 （比較例）保護材料を使用しない以外は実施例１と同様
にしてフレキシブル積層板を得た。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。

【００２９】

【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、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、保護材料にポリイミドフィルムを用いた時よ
り製造コストを下げることとができる。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） Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｒ 3/38 3/38 Ｅ Ｆターム(参考） 4F100 AB00B AB001 AB10B AB17 AB33B AK49A AT00A BA02 EA021 EJ182 EJ422 EJ502 EJ911 EJ913 EJ933 GB43 JB16A JJ03A JK14 JL02 JL12A YY00A YY00B 5E338 AA12 EE33 5E343 AA18 AA33 BB24 BB67 CC04 DD53 DD54 EE21 GG11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱ロールラミネート装置を用いて耐熱性接
   着フィルムと金属材料（ａ）とを連続的に貼り合わせる
   際に、該装置の加圧面と被積層材料との間に金属材料
   （ｂ）からなる保護材料を配置し２００℃以上の加圧加
   熱成形を行い、前記保護材料と被積層材料とを密着させ
   ておき、冷却後に該保護材料を積層板から剥離するフレ
   キシブル積層板の製造方法。
2. 【請求項２】保護材料と被積層材料との界面の密着強度
   が０．１から３Ｎ／ｃｍの範囲となるよう密着させるこ
   とを特徴とする請求項１記載のフレキシブル積層板の製
   造方法。
3. 【請求項３】金属材料（ｂ）がアルミ箔である請求項１
   又は２に記載のフレキシブル積層板の製造方法。
4. 【請求項４】耐熱性接着フィルムが、接着成分中に熱可
   塑性ポリイミドを５０重量％以上含有する耐熱性接着フ
   ィルムである請求項１〜３のいずれかに記載のフレキシ
   ブル積層板の製造方法。
5. 【請求項５】金属材料（ａ）が、厚み５０μｍ以下の銅
   箔を用いるものである請求項１〜４のいずれかに記載の
   フレキシブル積層板の製造方法。