JP2004292533A

JP2004292533A - 複合基板の製造方法

Info

Publication number: JP2004292533A
Application number: JP2003084574A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Yamamori; 義之山森; Hideo Umeda; 英雄楳田; Kazuyuki Yoshizaki; 一幸吉崎
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】液晶表示装置に用いられるプラスチック基板等に使用可能な表面平滑性に優れ生産性の高い複合基板を提供する。
【解決手段】繊維布に熱硬化性樹脂組成物を含浸または塗布・乾燥させたプリプレグの表裏に半硬化状態の熱硬化性樹脂が形成された剥離性金属箔をラミネートし、樹脂を硬化させた後に剥離性樹脂シートを剥離することを特徴とする表面粗さ（Ｒｙ）が２μｍ以下の複合基板の製造方法。剥離性金属箔の転写面側の表面粗さ（Ｒｙ）が２μｍ以下であり、１５０℃から１８０℃の熱線膨張係数が３０ｐｐｍ未満で、かつヤング率が５０ＧＰａ以上であることが望ましい。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面平滑性の優れた複合基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常表示装置に用いられるプラスチック基板（積層板）を得るためには半硬化状態の樹脂を含浸したプリプレグの１枚又は複数枚を加熱成形して樹脂層のみの積層板とするか、あるいは、銅箔等の金属板とともに加熱成形することにより、金属層と樹脂層から成る積層板とした後にエッチング処理等により、金属板を剥離して用いる。通常プリプレグはガラスクロス等の繊維布に樹脂含浸後、スクイズロール等のロールで余分な樹脂を掻き落とし、縦型の乾燥炉で乾燥させるが、このときガラスクロス等繊維布の凹凸を反映した形で乾燥・半硬化するために、表面形状は粗いものとなる。プリプレグ自体の表面粗さが粗いと得られるプラスチック基板の表面粗さも粗くなる。（特許文献１参照）
また、プリプレグから積層板を得るためには、熱盤間に銅箔等の金属箔、プリプレグ、鏡面板等を１組として、それらを何枚も重ねて加熱成型する多段型のバッチプレスが一般的である。この時樹脂もある程度フローするためプリプレグそのものの表面形状が積層板そのものの表面と成る訳ではないが、もとのプリプレグの表面粗さが反映されたものとなる。すなわちプレス初期においては樹脂に流動性がない状態で加圧されることになるが、このとき金属箔が圧力により変形し、プリプレグの表面形状を反映した形状となり流動性のある温度域に達したときは、金属箔あるいは金属板が初期のプリプレグ表面粗さを反映した形状となっているため、平滑なプラスチック基板とはならない。
表示装置に用いられるプラスチック基板には表面平滑性が求められる。特に表示装置に用いる場合は基板上に直接半導体素子を書き込むこともあり２μｍレベルでの平滑性が求められているが、従来のプリプレグ使ってプレスする方法ではこのレベルの平滑性を得ることは困難であった。
また、多段型のバッチプレスでは、生産性が低いばかりか各段の熱盤内に温度ムラがあり成型時に各積層板にかかる熱履歴が異なるために、板厚精度、成形性、反り、寸法変化率等の品質において差が生じ、品質のバラツキが少ない積層板を製造することは難しかった。更に得られた積層板の銅箔をエッチング除去することによりプラスチック基板を得ることができるが、表面平滑性が不十分な銅箔面（一般に光沢面側でも５μｍ程度の凹凸がある）が転写されるために液晶表示装置に用いることはできなかった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０５−３２０３８２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、液晶表示装置に用いられるプラスチック基板等に使用可能な表面平滑性に優れ生産性の高い複合基板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、
（１）繊維布に熱硬化性樹脂組成物を含浸または塗布・乾燥させたプリプレグの表裏に半硬化状態の熱硬化性樹脂が形成された剥離性金属箔をラミネートし、プリプレグおよび剥離性金属箔上の熱硬化性樹脂を硬化させた後に剥離性金属箔を剥離することを特徴とする表面粗さ（Ｒｙ）が２μｍ以下の複合基板の製造方法。
（２）前記剥離性金属箔は１５０℃から１８０℃の熱線膨張係数が３０ｐｐｍ未満で、かつ転写面側の表面粗さ（Ｒｙ）が２μｍ以下である（１）の複合基板の製造方法。
（３）前記剥離性金属箔はヤング率が５０ＧＰａ以上である（２）の複合基板の製造方法。
・剥離性金属箔がアルミニウム箔である（１）〜（３）の複合基板の製造方法。
（５）アルミニウム箔が離型処理を施したアルミニウム箔である（４）の複合基板の製造方法。
（６）剥離性金属箔が銅箔である（１）〜（３）の複合基板の製造方法。
（７）銅箔が離型処理を施した銅箔である（６）の複合基板の製造方法。
（８）剥離性金属箔がステンレス箔である（１）〜（３）の複合基板の製造方法。
（９）ステンレス箔が離型処理を施したステンレス箔である（８）の複合基板の製造方法。
（１０）繊維布に含浸または塗布・乾燥させた熱硬化性樹脂組成物とが剥離性金属箔上に形成された半硬化状態の熱硬化性樹脂が同一の樹脂組成物である（１）〜（９）の複合基板の製造方法。
（１１）前記複合基板を連続的に巻き取ることを特徴とする（１）〜（１０）の複合基板の製造方法。
である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、半硬化状態の熱硬化性樹脂が形成された特定の物性を持つ剥離性金属箔を用いてプリプレグの表裏にラミネートし、樹脂を硬化させた後に剥離性樹脂シートを剥離することにより従来必要であったプレス工程も必要とせずに連続的に平滑なプラスチック基板が得られることを見出したものである。
本発明において、プリプレグ成形時（ラミネート時）、半硬化状態の熱硬化性樹脂が形成されていない純粋な剥離性金属箔を用いると、プリプレグの表面形状、圧力によって変形し、また、転写される銅箔自体の表面平滑性が不十分であるのに対して、半硬化状態の熱硬化性樹脂が形成した剥離性金属箔はプリプレグの表面形状に沿って半硬化状態の樹脂が変形しラミネートすることができ、かつ、ラミネートロールの加圧に従って、プリプレグ表面をむらなく平坦化、かつ、平滑化できるという利点がある。
本発明は繊維布に熱硬化性樹脂溶液を含浸し、タックフリー（半硬化）状態になるまで乾燥し、プリプレグを形成する。その後、得られたプリプレグの表裏に半硬化状態の熱硬化性樹脂が形成された剥離性金属箔を加熱・圧着し、更に樹脂を加熱・硬化させた後樹脂シートを剥離し複合基板としこれを連続的に巻き取ることによりロール状の複合基板を得るものである。
本発明において、繊維布に含浸樹脂溶液を乾燥させ、半硬化状態のプリプレグを形成させる条件としては、含浸樹脂や溶剤の種類により異なるが、８０〜２５０℃、０．５〜１２０分が適当である。これより温度が低く時間が短い場合、繊維布と加熱圧着する際、流動性が大きく、端面からのしみ出しが大きく、フィルム厚のバラツキも大きくなり、均一な厚みの複合基板とならない。またこれより温度が高く時間が長い場合樹脂の熱分解や酸化劣化が起こり好ましくない。
本発明において、剥離性金属箔に熱硬化性樹脂溶液を乾燥させ、半硬化状態とする条件としては、含浸樹脂や溶剤の種類により異なるが、５０〜２００℃、０．５〜３０分が適当である。これより温度が低く時間が短い場合、繊維布と加熱圧着する際、流動性が大きく、端面からのしみ出しが大きく、フィルム厚のバラツキも大きくなり、均一な厚みの複合基板とならない。またこれより温度が高く時間が長い場合剥離性シートと加熱・圧着する際、流動性が小さすぎ、基板表面を十分平滑化できない。
半硬化状態の熱硬化性樹脂が形成された剥離性金属箔をプリプレグに加熱・圧着する条件としてはプレス形式の場合は７０〜２００℃、０．１〜１０ＭＰａ、５〜３０分、ロール式ラミネータの場合は７０〜２００℃、０．１〜１００ＭＰａ、０．１〜１０ｍ／分の条件が適当であり、特に温度としては含浸樹脂の乾燥温度±６０℃で実施することが望ましい。ラミネート温度が低いと樹脂が軟化せず基板表面を十分に平滑化できない。一方、ラミネート温度が高すぎると含浸樹脂中の溶剤が急激に揮発発泡したり、フローが大きすぎ樹脂が流れ出てしまうことがある。プレス形式にて転写シートを繊維布に加熱・圧着する場合は効率の面から表裏同時に張り合わせることが望ましいが、ロール式ラミネータを用いる場合は片面毎に張り合わせることもできる。
本発明で用いられる繊維布を含有する複合基板（積層板）は、液晶表示装置に用いられるものであれば特に限定されない。このとき使用される熱硬化性樹脂も特に限定されないが、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、アクリレート樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などを主成分とした熱硬化性樹脂組成物、またはこれらを混合したものを挙げることができる。
【０００７】
本発明で用いられる繊維布は特に限定されるものではなく、種々の無機系または有機系の繊維布を用いることができる。その具体例としては、Ｅガラス（無アルカリガラス）、Ｓガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、クォーツ、高誘電率ガラス等のガラスクロス、ケブラー（商品名：デュポン・東レ・ケブラー社製）、テクノーラ（商品名：帝人社製）、コーネックス（商品名：帝人社製）に代表されるポリ −ｐ−フェニレンフタルアミド、ポリ −ｍ−フェニレンフタルアミド、ｐ−フェニレンフタルアミドおよび３，４’− ジフェニルエーテルフタルアミドの共重合体等からなる芳香族ポリアミド系繊維布やアラミド系繊維布、ポリエステル繊維布、ナイロン繊維布、ポリベンザゾール繊維布、炭素繊維布等が挙げられる。好ましくはガラスクロスである。織布フィラメントの織り方についても特に限定されるものではなく、平織り、ななこ織り、朱子織り、綾織り等の構造を有する織物でも良く、好ましくは平織りである。また、織布に限定されるのではなく不織布であってもかまわない。繊維の厚みも特に限定されるものではないが、３０〜３００μｍであることが好ましい。
【０００８】
本発明に用いられる繊維布は、樹脂成分との濡れ性を改善する目的で各種のシランカップリング剤、ボランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等の表面処理剤で処理されても良く、これに限定されるものではない。
【０００９】
本発明の剥離性金属箔は熱硬化性樹脂が形成されている転写面側の表面粗さＲｙが２μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下でかつ１５０℃から１８０℃の線膨張係数係数が３０ｐｐｍ未満でありヤング率が５０ＧＰａ以上の金属箔が好ましい。転写面側の表面粗さＲｙは低いほど好ましいが、２μｍ以上のシートを用いるとこの面がプリプレグに転写し表面粗さが粗くなってしまう。プラスチック基板の製造工程に耐えうる耐熱性が必要であると共に、線膨張係数が３０ｐｐｍを越える様な金属箔を用いると、金属箔を剥離する前のプリプレグにストレスが内在するためにカールが発生し、後工程を円滑に行うことが難しくなることがある。またヤング率が５０ＧＰａより小さい金属箔を用いると、樹脂の硬化収縮にまけてシワやうねりが発生する。具体的にはアルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔を挙げることができる。また必要に応じて転写面側には離型処理が施されていてもよい。
【００１０】
本発明の樹脂組成物には、必要に応じて、本発明の効果を阻害しない範囲で、充填剤、滑剤、耐熱剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、顔料等、光安定剤等の成分を配合することができる。
本発明の樹脂組成物を繊維布に含浸するには、アルコール類、エーテル類、アセタール類、ケトン類、エステル類、アルコールエステル類、ケトンアルコール類、エーテルアルコール類、ケトンエーテル類、ケトンエステル類やエステルエーテル類などの有機溶媒を用いてワニスにし、剥離性金属箔に塗布・乾燥後、繊維布の表裏にラミネートし、しかる後に剥離性金属箔を剥離することすることによってプリプレグを得ることができる。
【００１１】
【実施例】
次に本発明について、実施例及び比較例を挙げて詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に制限されるものではない。
（実施例１）
ノボラック型シアネート樹脂（ロンザジャパン株式会社製ＰＴ６０、数平均分子量５６０）１００重量部及びフェノールノボラック樹脂（住友デュレズ製ＰＲ−５１７１４）２重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、エポキシシランカップリング剤（日本ユニカー製Ａ−１８７）１重量部、球状溶融シリカ（株式会社アドマテックス製ＳＯ−２５Ｒ平均粒径０．５μｍ）１５０部を添加し、高速攪拌機を用いて１０分攪拌し樹脂ワニスＡを得た。調製した樹脂ワニスをロールスクイズ方式の含浸装置でガラスクロス（厚さ５３μｍ、日東紡績製、ＷＥＡ−１０８０）に含浸後、１８０℃で２分乾燥させ総厚８０μｍのプリプレグを得た。次に同様の樹脂ワニスをダイコータ方式のキャスティング装置で離型処理を施した表面粗さＲｙが０．８μｍ、ヤング率が７０ＧＰａである厚みが２５μｍのアルミニウム箔に乾燥後の樹脂厚みが１５μｍになるように塗布後、１４０℃で２分乾燥させ半硬化状態の樹脂が形成されたアルミニウム箔（転写シート）を得た。ゴム製のロール式ラミネータを用いて、１５０℃、１ＭＰａ、１ｍ／分の条件で、転写シートの樹脂面側をプリプレグの表裏同時に連続的にラミネートし、２５０℃で３０分乾燥させた後に剥離性樹脂シートを剥離することにより複合基板を得た。得られた複合基板は表面粗さＲｙが１．２μｍの平滑性に優れたものであり、表示基板として使用できるものであった。
（実施例２）
脂環式多官能エポキシ樹脂（商品名ＥＨＰＥ−３１５０、ダイセル化学（株）製）１００重量部、メチルヘキサヒドロフタル酸（商品名ＭＨ−７００）８２．３重量部、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール１重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、高速攪拌機を用いて１０分攪拌し樹脂ワニスＢを得た。調製した樹脂ワニスＢをロールスクイズ方式の含浸装置でガラスクロス（厚さ５３μｍ、日東紡績製、ＷＥＡ−１０８０）に含浸後、１６０℃で２分乾燥させ総厚８０μｍのプリプレグを得た。次に同様の樹脂ワニスＢをダイコータ方式のキャスティング装置で離型処理を施した表面粗さＲｙが０．８μｍ、ヤング率が７０ＧＰａである厚みが２５μｍのアルミニウム箔に乾燥後の樹脂厚みが１５μｍになるように塗布後、１４０℃で２分乾燥させ半硬化状態の樹脂が形成されたアルミニウム箔（転写シート）を得た。ゴム製のロール式ラミネータを用いて、１４０℃、１ＭＰａ、１ｍ／分の条件で、転写シートの樹脂面側をプリプレグの表裏同時に連続的にラミネートし、２００℃で３０分乾燥させた後に剥離性樹脂シートを剥離することにより複合基板を得た。
得られた複合基板は表面粗さＲｙも１．３μｍと平滑性の優れたものであり、表示基板として使用できるものであった。
（実施例３）
剥離性金属箔として転写面側の表面粗さＲｙが１．６μｍ、ヤング率が１３０ＧＰａである厚みが３５μｍの離型処理圧延銅箔を用いた以外は、実施例２と同様に行い複合基板を得た。得られた複合基板は表面粗さＲｙも１．８μｍと平滑性の優れたものであり、表示基板として使用できるものであった。
（実施例４）
剥離性金属箔として転写面側の表面粗さＲｙが１．２μｍ、ヤング率が２００ＧＰａである厚みが２０μｍの離型処理ステンレス箔を用いた以外は、実施例２と同様に行い複合基板を得た。得られた複合基板は表面粗さＲｙも１．５μｍと平滑性の優れたものであり、表示基板として使用できるものであった。
（比較例１）
剥離性金属箔として転写面側の表面粗さＲｙが５．０μｍ、ヤング率が１３０ＧＰａである厚みが１８μｍの離型処理電解銅箔を用いた以外は、実施例２と同様に行い複合基板を得た。得られた複合基板は表面粗さＲｙも４．２μｍと
表示基板として使用するには平滑性が不十分なものであった。
【００１２】
【発明の効果】
本発明により得られる表面平滑な複合基板は液晶表示装置に用いられるプラスチック基板として好適なのものである。またロール形状での連続生産も可能であり、生産性の優れる製造方法である。

Claims

繊維布に熱硬化性樹脂組成物を含浸または塗布・乾燥させたプリプレグの表裏に半硬化状態の熱硬化性樹脂が形成された剥離性金属箔をラミネートし、プリプレグおよび剥離性金属箔上の熱硬化性樹脂を硬化させた後に剥離性金属箔を剥離することを特徴とする表面粗さ（Ｒｙ）が２μｍ以下の複合基板の製造方法。
前記剥離性金属箔は１５０℃から１８０℃の熱線膨張係数が３０ｐｐｍ未満で、かつ転写面側の表面粗さ（Ｒｙ）が２μｍ以下である請求項１記載の複合基板の製造方法。
前記剥離性金属箔はヤング率が５０ＧＰａ以上である請求項２記載の複合基板の製造方法。
剥離性金属箔がアルミニウム箔である請求項１〜３何れか一項記載の複合基板の製造方法。
前記アルミニウム箔が離型処理を施したアルミニウム箔である請求項４記載の複合基板の製造方法。
剥離性金属箔が銅箔である請求項１〜３何れか一項記載の複合基板の製造方法。
前記銅箔が離型処理を施した銅箔である請求項６記載の複合基板の製造方法。
剥離性金属箔がステンレス箔である請求項１〜３何れか一項記載の複合基板の製造方法。
前記ステンレス箔が離型処理を施したステンレス箔である請求項８記載の複合基板の製造方法。
繊維布に含浸または塗布・乾燥させた熱硬化性樹脂組成物と剥離性金属箔上に形成された半硬化状態の熱硬化性樹脂とが同一の樹脂組成物であることを特徴とする請求項（１）〜（９）何れか一項記載の複合基板の製造方法。
前記複合基板を連続的に巻き取ることを特徴とする請求項１〜１０何れか一項記載の複合基板の製造方法。