JP2003118060A - 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】 耐熱性接着フィルムと金属材料を熱ロールラ
ミネート装置でラミネートする場合、ある一定のラミ速
度を越えると剥離強度が低下、半田耐熱性がＮＧとな
り、フレキシブル積層板の生産性が上がらない。 【解決手段】 少なくとも２対の金属ロール：金属ロー
ル１および２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、金属ロー
ル１および２が、金属ロール１の直径をＤ１、金属ロー
ル２の直径をＤ２としたとき、Ｄ２≦Ｄ１／２となって
いることを特徴とする耐熱性フレキシブル積層板の製造
方法によって上記課題を解決しうる。

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】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。熱硬化型の積層板は、ポリイミドフィ
ルム等の耐熱性フィルムの両面にエポキシ樹脂やアクリ
ル樹脂といった熱硬化型の接着剤を形成し、金属箔と貼
り合わせた後、長時間キュアを行い、硬化を完了させ作
製される。近年、環境問題から半田材料に従来の融点よ
り高温である鉛フリーの半田が用いられるようになり、
それに伴い、フレキシブル積層板に要求される耐熱性が
さらに厳しいものとなり、この接着層のエポキシ樹脂、
アクリル樹脂では耐熱性を満足することができなくなっ
てきた。

【０００３】その耐熱性の要求に応えるべく、接着層に
熱可塑性ポリイミド樹脂を使用した熱融着型の積層板が
使用されている。熱融着型の積層板の製造は、金属材料
の片面にポリイミド樹脂を塗布・乾燥、もしくはポリイ
ミド前駆体溶液を塗布・乾燥・キュアし、接着面同士を
向かい合わせにした状態でラミネート装置で貼り合わせ
て両面のフレキシブル積層板を製造する方法や、ポリイ
ミドフィルム等の耐熱性フィルムの両面にポリイミド樹
脂を塗布・乾燥、もしくはポリイミド前駆体溶液を塗布
・乾燥・キュアして接着フィルムを作製し、銅箔／接着
フィルム／銅箔の構成で、ラミネート装置で貼り合わせ
て両面のフレキシブル積層板を製造する方法等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年の半田ペーストの
鉛フリー化に伴い、半田リフローの温度が上昇してきて
いる。そのため、フレキシブル積層板の耐熱性に対する
要求も増しており、それに使用されている接着剤も耐熱
性が要求される。接着剤の耐熱性を上げるために、熱可
塑性接着剤のガラス転移温度（以下Ｔｇと表す）を上げ
たり、Ｔｇ以上の温度での接着剤の弾性率をあまり低下
させない等の工夫がなされている。

【０００５】このような接着剤を耐熱性フィルムの両面
に形成してた耐熱性接着フィルムと金属箔とを熱ロール
ラミネート装置で熱ラミネートする場合、従来にも増し
て十分な加熱が必要となるが、熱ロールラミネート装置
の加圧はロール間を通過する一瞬で終わるので、ラミ時
間を稼ぐためにはラミ速度を遅くしなければならないと
いう問題があった。

【０００６】また、従来の接着剤を用いた耐熱性接着フ
ィルムを熱ロールラミネート装置で熱ラミネートする場
合も、熱ロールラミネート装置の加圧はロール間を通過
する一瞬で終わるので、ラミ速度はある一定以上の速度
にすることができず、フレキシブル積層板の生産性を上
げることができないという問題があった。

【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、耐熱性接着フィルムと金属材料をラミネートしてフ
レキシブル積層板を作製する際の生産性を向上させる方
法を提供するものである。

【０００８】すなわち、本発明者らは、熱ロールラミネ
ート装置のラミネートロールの後段にさらにラミネート
ロールを追加してラミネート時間を増加し、ラミネート
速度を上げることができることを見出したのである。加
えて、前段のラミネートロールの直径より後段のロール
の直径を小さくする、もしくは前段のロール直径より後
段のロール直径を大きくすることで、ラミネートロール
をさらに近接にすることができ、前段−後段間の加圧・
加熱されていない時間を短くすることができることを見
出したのである。

【０００９】従って、本発明の請求項１は、少なくとも
２対の金属ロール：金属ロール１および２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、金属ロール１および２が、金属ロー
ル１の直径をＤ１、金属ロール２の直径をＤ２としたと
き、Ｄ２≦Ｄ１／２となってい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である。請求項２は、
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
着フィルムを張り合わせる際に、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
を特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれか１項に記
載する耐熱性フレキシブル積層板の製造方法である。こ
こで、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】請求項３は、前記耐熱性接着フィルムとし
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ことを特徴とする請求項ま
たは２に記載する耐熱性フレキシブル積層板の製造方法
である。請求項４は、前記金属材料として、厚みが５０
μｍ以下の銅箔を用いることを特徴とする請求項１乃至
請求項３に記載する積層板の製造方法である。請求項５
は、前記保護材料として、ポリイミドフィルムを用いる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載する積層
板の製造方法である。請求項６は、金属ロール１と２の
ロールの接線距離がＤ１より小さいことを特徴とする請
求項１〜５のいずれか一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】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。フィルムの表面性
改善のためであれば、フィラーの種類は特に限定しない
が、リン酸水素カルシウム等のフィラーを使用すること
ができる。

【００１４】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。

【００１５】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、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フィルムを配して貼り合わせて
３層の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、一度に耐熱性接着フィルム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・用途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、さらには１２μｍ以
下、９μｍ以下の銅箔が好ましく用いられる。また、銅
箔の種類としては圧延銅箔、電解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。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ないた
め、ラミネートロールの材質は金属が好ましい。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】本発明においては、少なくとも２対の金属
ロール：金属ロール１および２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
わせる。このとき、金属ロール１および２が、金属ロー
ル１の直径をＤ１、金属ロール２の直径をＤ２としたと
き、Ｄ２≦Ｄ１／２となっているので、同径のラミネー
トロールを並べた場合に比べて２つのラミネートロール
をより近接に設置することができ、２つのラミネートロ
ール間の加圧・加熱されていない時間をより短くするこ
とができる。また、このような直径の異なる金属ロール
を用いた場合の効果を得るため、金属ロール１および２
のロールの接線距離は、Ｄ１よりも小さくなっているこ
とが好ましい。このように、２つのラミネートロール間
の加圧・加熱されていない時間をより短くすることによ
って、前段でラミネート時の積層材料に加わった熱があ
まり低下せず、すぐに加圧・加熱されるため、シワ等の
発生を抑制することができる。さらにＤ２≦Ｄ１／４と
なっていることが好ましい。これら２対の金属ロール以
外の金属ロールを設けてもよい。

【００１９】ラミネートロールの直径は大きい方が加圧
時間が長くなり、ラミネート速度を速くできるため、直
径は大きい方が好ましい。直径が２００ｍｍより小さい
と加圧時間が短くなり、ラミネート速度を上げることが
できないため、ラミネートロールの直径は２００ｍｍ以
上が好ましい。

【００２０】ラミネートロールの設置は、図１に示す前
段が大きいラミネートロールで後段が小さいラミネート
ロールの構成、図２に示す前段が小さいラミネートロー
ルで後段が大きいラミネートロールの構成、図３に示す
前段が大きいラミネートロールで中段が小さいラミネー
トロール、後段が大きいラミネートロールの構成等が考
えられる。

【００２１】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。特に好ましくは１２５μｍ以上である。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。

【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。以下実施例を記載して本発明をより詳細に説明す
る。

【００２３】

【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。

【００２４】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。半田耐熱試験は、
ＪＩＳ Ｃ６４７１「６．１０はんだ耐熱性」に従い、
サンプルを作製し、２０℃、６０％ＲＨの恒温室に２４
時間放置した後、３００℃の半田浴に１分間浸漬し、発
泡、剥がれ等がないか目視で観察した。外観について
は、シワがなく良好なものを○、うっすらとＭＤ方向に
シワがあるものを△、ＭＤ方向に大きなシワのあるもの
を×とした。 （実施例１）耐熱性接着フィルム（鐘淵化学工業製の２
５μｍ厚PIXEO BP HT-142）の両側に金属材料（ジャパ
ンエナジー製の１８μｍ圧延銅箔BHY-22B-T）を配し、
図１のような熱ロールラミネート装置（前段のラミネー
トロール直径８００ｍｍ、後段２００ｍｍ、ロールの接
線距離４５０ｍｍ）で、ラミ温度350℃、ラミ圧力50N/m
m、ラミ速度4.0m/minの条件でラミネートを行い、フレ
キシブル積層板を得た。その結果、剥離強度、半田耐熱
性の問題のないフレキシブル積層板を得た。外観はＭＤ
方向にうっすらとシワが発生した。詳細は表１に示す。 （実施例２）耐熱性接着フィルム（鐘淵化学工業製の２
５μｍ厚PIXEO BP HT-142）の両側に金属材料（ジャパ
ンエナジー製の１８μｍ圧延銅箔BHY-22B-T）を配し、
さらにその両側に保護材料（鐘淵化学工業製のアピカル
１２５ＡＨ）を配した状態で、図１のような熱ロールラ
ミネート装置（前段のラミネートロール直径８００ｍ
ｍ、後段２００ｍｍ、ロールの接線距離４５０ｍｍ）
で、ラミ温度350℃、ラミ圧力50N/mm、ラミ速度4.0m/mi
nの条件でラミネートを行い、フレキシブル積層板を得
た。その結果、剥離強度、半田耐熱性の問題のないフレ
キシブル積層板を得た。詳細は表１に示す。 （実施例３）実施例２と同様な材料を用いて、図２のよ
うな熱ロールラミネート装置（前段のラミネートロール
直径２００ｍｍ、後段８００ｍｍ、ロールの接線距離４
５０ｍｍ）で、ラミ温度350℃、ラミ圧力50N/mm、ラミ
速度4.0m/minの条件でラミネートを行い、フレキシブル
積層板を得た。その結果、剥離強度、半田耐熱性の問題
のないフレキシブル積層板を得た。詳細は表１に示す。 （実施例４）実施例２と同様な材料を用いて、図３のよ
うな熱ロールラミネート装置（前段のラミネートロール
直径８００ｍｍ、中段２００ｍｍ、後段８００ｍｍ、そ
れぞれのロールの接線距離４５０ｍｍ ）で、ラミ温度3
50℃、ラミ圧力50N/mm、ラミ速度6.0m/minの条件でラミ
ネートを行い、フレキシブル積層板を得た。その結果、
剥離強度、半田耐熱性の問題のないフレキシブル積層板
を得た。詳細は表１に示す。 （比較例１）実施例２と同様な材料を用いて、図４のよ
うな熱ロールラミネート装置（ラミネートロール直径８
００ｍｍ）で、ラミ温度350℃、ラミ圧力50N/mm、ラミ
速度4.0m/minの条件でラミネートを行い、フレキシブル
積層板を得た。その結果、剥離強度は8N/cmと低く、ま
た半田耐熱試験でフレキシブル積層板表面に膨れが発生
した。剥離強度、半田耐熱性の問題のないラミ速度は2.
0m／minであった。詳細は表１に示す。 （比較例２）実施例１と同様な材料を用いて、図５のよ
うな熱ロールラミネート装置（前段、後段ラミネートロ
ール直径８００ｍｍ、ロールの接線距離８５０ｍｍ）
で、ラミ温度350℃、ラミ圧力50N/mm、ラミ速度4.0m/mi
nの条件でラミネートを行い、フレキシブル積層板を得
た。その結果、剥離強度、半田耐熱性の問題のないフレ
キシブル積層板を得たが、外観にシワが発生した。詳細
は表１に示す。

【表１】

【００２５】

【発明の効果】本発明によって、熱ロールラミネート装
置でのフレキシブル積層板の生産性を格段に向上させる
ことができる。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。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ２対のラミネートロールを有するの熱ロール
ラミネート装置

【図２】 ２対のラミネートロールを有するの熱ロール
ラミネート装置

【図３】 ２対のラミネートロールを有するの熱ロール
ラミネート装置

【図４】 １対のラミネートロールを有するの熱ロール
ラミネート装置

【図５】 ２対のラミネートロールを有するの熱ロール
ラミネート装置

【図６】 ロール間の接線距離を示す図

【符号の説明】

１ 金属材料 ２ 接着フィルム ３ 保護フィルム ４ 熱ロールラミネート装置 ５ 保護フィルム巻取装置 ６ 製品巻取装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２対の金属ロール：金属ロー
   ル１および２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、金属ロー
   ル１および２が、金属ロール１の直径をＤ１、金属ロー
   ル２の直径をＤ２としたとき、Ｄ２≦Ｄ１／２となって
   い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張り合わせる際に、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請求項１に記載する耐熱性
   フレキシブル積層板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記耐熱性接着フィルムとして、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
   着シートを用いることを特徴とする請求項１または２に
   記載する耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。
4. 【請求項４】 前記金属材料として、厚みが５０μｍ以
   下の銅箔を用いることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れか１項に記載する積層板の製造方法。
5. 【請求項５】 前記保護材料として、ポリイミドフィル
   ムを用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
   項に記載する積層板の製造方法。
6. 【請求項６】 金属ロール１と２のロールの接線距離が
   Ｄ１より小さいことを特徴とする請求項１〜５のいずれ
   か一項に記載する積層板の製造方法。