JP2007055039A - 片面金属張積層板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、カールや反りが無く、かつ収率よく製造できる片面金属張積層板、およびその製造方法を提供することにある。
【解決手段】 本発明にかかる片面金属張積層板は、非熱可塑性ポリイミドを含む耐熱性コア層の両表面に、熱可塑性ポリイミドを含む接着層が形成されてなる接着フィルム、金属層(例えば銅箔)およびポリイミド等の耐熱性樹脂を含む耐熱樹脂裏打層、を備え、前記接着フィルムのいずれか一方の表面にのみ前記金属層が積層されており、かつ他方の表面に耐熱樹脂裏打層が積層されている。本発明にかかる片面金属張積層板によれば、カールや反りが無い、フレキシブルプリント配線板を効率良く製造することができる。
【選択図】 なし
【解決手段】 本発明にかかる片面金属張積層板は、非熱可塑性ポリイミドを含む耐熱性コア層の両表面に、熱可塑性ポリイミドを含む接着層が形成されてなる接着フィルム、金属層(例えば銅箔)およびポリイミド等の耐熱性樹脂を含む耐熱樹脂裏打層、を備え、前記接着フィルムのいずれか一方の表面にのみ前記金属層が積層されており、かつ他方の表面に耐熱樹脂裏打層が積層されている。本発明にかかる片面金属張積層板によれば、カールや反りが無い、フレキシブルプリント配線板を効率良く製造することができる。
【選択図】 なし
Description
本発明は、反りやカールが無く、生産性に優れた片面金属張積層板、およびその製造方法に関するものである。
近年、エレクトロニクス製品の軽量化、小型化、高密度化にともない、各種プリント基板の需要が伸びている。これらのプリント基板の中でも、フレキシブル配線板の需要が特に伸びている。フレキシブル配線板はフレキシブルプリント配線板(FPC)等とも称する。フレキシブル配線板は、絶縁性フィルム上に金属層からなる回路が形成された構造を有している。
上記フレキシブル配線板は、一般に、各種絶縁材料により形成され、柔軟性を有する絶縁性フィルムを基板とし、この基板の表面に、各種接着材料を介して金属箔を加熱・圧着して貼り合わせる方法により製造される。上記絶縁性フィルムとしては、ポリイミドフィルム等が好ましく用いられており、上記接着材料としては、エポキシ系、アクリル系等の熱硬化性接着剤が一般的に用いられている。このような熱硬化性接着剤を用いたフレキシブル配線板は、基板/接着材料/金属箔の三層構造を有しているので、以下、説明の便宜上、「三層FPC」と称する。
上記三層FPCに用いられる熱硬化性接着剤は、比較的低温での接着が可能であるという利点がある。ただし、今後、フレキシブル配線板に対して耐熱性、屈曲性、電気的信頼性といった各種特性に対する要求が厳しくなることが想定されており、熱硬化性接着剤を用いた三層FPCでは、このような要求に十分対応することが困難になると考えられている。
これに対して、絶縁性フィルムに直接金属層を設けたフレキシブル配線板や、接着層に熱可塑性ポリイミドを使用したフレキシブル配線板が提案されている。これらフレキシブル配線板は絶縁性の基板に直接金属層を形成している状態にあるため、以下、説明の便宜上、「二層FPC」と称する。この二層FPCは、三層FPCより優れた特性を有し、上記各種特性に対する要求にも十分対応可能であるため、今後需要が伸びていくことが期待される。
二層FPCは微細な回路パターンを形成した高密度基板材料への適用が期待されており、反り、カール、しわ、波うち等の不良が無いことが特に重要である。二層FPCは、基板に金属箔を積層した構造を有する金属張積層板を用いて製造され、反り、カール、しわ、波うち等の不良が無い二層FPCを実現するためには、上記不良の無い金属張積層板を製造する必要がある。ここで、絶縁性フィルムの両面に金属層が積層された構造を有する二層FPCを、以下「両面二層FPC」と称し、絶縁性フィルムのいずれか一方の表面のみに金属層が積層された構造を有する二層FPCを、以下「片面二層FPC」と称する。また絶縁性フィルムの両面に金属層が積層された構造を有する金属張積層板を、以下「両面金属張積層板」と称し、絶縁性フィルムのいずれか一方の表面のみに金属層が積層された構造を有する金属張積層板を、以下「片面金属張積層板」と称する。
両面二層FPCの場合、例えば、特許文献1に開示されたように、非熱可塑性ポリイミド層の両面に同一構成の接着層を設けた対称構造を有する絶縁層を用いることにより、該FPCのカールや反りといった不良を軽減することができる。しかしながら片面二層FPCの場合は、上記対称構造を有する絶縁層を用いたとしても、該FPC表面の金属層と絶縁層の線膨張係数等が異なっているため、カールや反りが生じてしまう。
そこで、片面二層FPCにおいて、カールや反りの問題を解決すべく、線膨張係数の異なる2種以上のポリイミド層を、直接、銅箔上に逐次形成して銅張積層板を作製する方法、が提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかしこの方法は、多くの生産工程を必要とするため生産性が低いこと、絶縁層の設計に大きな自由度が無いこと、イミド化温度のばらつきやポリイミド層の乾燥ムラなどにより、製造ロット間で絶縁層の物性の差が大きいこと、等種々の問題点を依然有している。
特開2000−52483号公報(平成12年(2000)2月22日公開)
特開平8−250860号公報(平成8年(1996)9月27日公開)
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、益々需要が高まっているカールや反りが無く、かつ収率よく製造できる片面金属張積層板、およびその製造方法を提供することにある。
本発明者らは、上記の課題に鑑み鋭意検討した結果、絶縁層の構成および製造方法を選択することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明にかかる片面金属張積層板は、上記課題を解決するために耐熱性樹脂を含む耐熱性コア層の両表面に接着層が形成されてなる接着フィルム、金属層および耐熱性樹脂を含む耐熱樹脂裏打層、を備え、前記接着フィルムのいずれか一方の表面にのみ前記金属層が積層されており、かつ他方の表面に耐熱樹脂裏打層が積層されていることを特徴としている。
上記の通り、本発明にかかる片面金属張積層板は、耐熱樹脂裏打層を備えている。それゆえ、当該耐熱樹脂裏打層の張力によって片面金属張積層板のカールや反りをなくすことができる。また本発明にかかる片面金属張積層板には、前記耐熱性コア層の両表面に接着層が積層されている。それゆえ接着フィルムの表面に、金属層および耐熱裏打層を、接着層を介して容易に積層することができる。
また本発明にかかる片面金属張積層板は、上記課題を解決するために、前記耐熱性コア層が非熱可塑性ポリイミドを含む構成であってもよい。非熱可塑性ポリイミドは、耐熱性および電気特性に優れているため、より好ましい特性を有する片面金属張積層板を構成することができる。
また本発明にかかる片面金属張積層板は、上記課題を解決するために、前記接着層が熱可塑性ポリイミドを含む構成であってもよい。熱可塑性ポリイミドは、耐熱性および絶縁信頼性が優れているため、より好ましい特性を有する片面金属張積層板を構成することができる。
さらに本発明にかかる片面金属張積層板は、上記課題を解決するために、前記耐熱樹脂裏打層がポリイミドを含む構成であってもよい。ポリイミドは、耐熱性および熱的寸法安定性が優れているため、カールや反りをさらに軽減することができるとともに、より好ましい特性を有する片面金属張積層板を構成することができる。
さらに本発明にかかる片面金属張積層板は、前記金属層が、銅箔よりなる構成であってもよい。
一方、本発明にかかる製造方法は、耐熱性樹脂を含む耐熱性コア層の両表面に接着層が積層されてなる接着フィルムの一方の面側に耐熱樹脂裏打層を、他方の面側に金属箔を配して、ラミネート法により積層する工程を含むことを特徴としている。上記構成によれば、金属層と耐熱樹脂裏打層とを接着フィルムに積層することができ、効率良く片面金属張積層板を生産することができるという効果を奏する。ラミネート法は装置コストも低いことから、コスト面においても優れている。また両面金属張積層板を製造する際に通常使用される、耐熱性樹脂を含む耐熱性コア層の両表面に接着層が積層されてなる接着フィルムを用いて、既存のラミネート装置で極めて簡単に、片面金属張積層板を製造することができ、しかも、得られる片面金属張積層板はカールや反りがなく、収率よくFPCを製造することができる。
本発明によれば、カールや反りが無く、かつ収率よく製造できる片面金属張積層板を提供することができる。それゆえ、カールや反りが無く、かつ収率よく製造できるFPC等を提供することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態について説明すると以下の通りである。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、記述した範囲内で種々の変形を加えた態様で実施できるものである。
本発明にかかる片面金属張積層板は、耐熱性樹脂を含む耐熱性コア層の両表面に接着層が形成されてなる接着フィルム、金属層および耐熱性樹脂を含む耐熱樹脂裏打層、を備え、前記接着フィルムのいずれか一方の表面にのみ前記金属層が積層されており、かつ他方の表面に金属層が積層されていることを特徴としている。
(1.本発明にかかる片面金属張積層板が備える接着フィルム)
本発明にかかる片面金属張積層板が備える接着フィルム(以下、「接着フィルム」と称する)は、耐熱性樹脂を含む耐熱性コア層の両表面に接着層が形成されてなるものである。すなわち当該接着フィルムは、接着層/耐熱性コア層/接着層の三層構造により構成されている。
本発明にかかる片面金属張積層板が備える接着フィルム(以下、「接着フィルム」と称する)は、耐熱性樹脂を含む耐熱性コア層の両表面に接着層が形成されてなるものである。すなわち当該接着フィルムは、接着層/耐熱性コア層/接着層の三層構造により構成されている。
(1−1:耐熱性コア層)
上記耐熱性コア層には耐熱性樹脂が少なくとも含まれていればよく、また上記耐熱性樹脂のみで構成されていてもよい。さらに複数の耐熱性樹脂が積層された態様であってもよい。なお、本発明において上記耐熱性樹脂は、寸法安定性がより高いとの理由から、非熱可塑性樹脂であることが好ましい。ここで本明細書において「耐熱性樹脂」とは、当該耐熱性樹脂を用いて構成される接着フィルムおよび耐熱樹脂裏打層を金属張積層板へ加工する際の工程、またはFPC等の最終製品の形態で、通常さらされる温度において、容易に熱変形しない樹脂のことを意味する。当該耐熱性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えばアラミド、ポリイミド、ポリベンズオキサゾール、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド等が好適に用いられる。特に耐熱性、電気特性が優れているとの理由から、ポリイミドが最も好ましい。上記耐熱性樹脂は、公知の方法により独自に合成して用いてもよいし、市販されている耐熱性樹脂を利用してもよい。
上記耐熱性コア層には耐熱性樹脂が少なくとも含まれていればよく、また上記耐熱性樹脂のみで構成されていてもよい。さらに複数の耐熱性樹脂が積層された態様であってもよい。なお、本発明において上記耐熱性樹脂は、寸法安定性がより高いとの理由から、非熱可塑性樹脂であることが好ましい。ここで本明細書において「耐熱性樹脂」とは、当該耐熱性樹脂を用いて構成される接着フィルムおよび耐熱樹脂裏打層を金属張積層板へ加工する際の工程、またはFPC等の最終製品の形態で、通常さらされる温度において、容易に熱変形しない樹脂のことを意味する。当該耐熱性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えばアラミド、ポリイミド、ポリベンズオキサゾール、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド等が好適に用いられる。特に耐熱性、電気特性が優れているとの理由から、ポリイミドが最も好ましい。上記耐熱性樹脂は、公知の方法により独自に合成して用いてもよいし、市販されている耐熱性樹脂を利用してもよい。
以下に、耐熱性樹脂としてポリイミドを用いた場合について、さらに詳述する。ただし本願はこれに限定されるものではない。
<ポリイミドを含む耐熱性コア層>
耐熱性コア層は、非熱可塑性ポリイミドが含有されていることが好ましい。ここで「非熱可塑性ポリイミド」とは、当該ポリイミドをフィルム状に成形した状態で450℃程度の温度範囲に加熱した際、フィルムの形状を保持しているポリイミドのことを意味する。
耐熱性コア層は、非熱可塑性ポリイミドが含有されていることが好ましい。ここで「非熱可塑性ポリイミド」とは、当該ポリイミドをフィルム状に成形した状態で450℃程度の温度範囲に加熱した際、フィルムの形状を保持しているポリイミドのことを意味する。
上記非熱可塑性ポリイミドとしては特に限定されるものではないが、例えば、各種芳香族ポリイミドを挙げることができる。なお、本発明で用いる非熱可塑性ポリイミドの分子構造等は特に限定されるものではないが、好ましい例については、モノマー原料である酸二無水物成分およびジアミン成分とポリイミドの製造方法とを具体的に挙げて、後に詳述する。
なお上記耐熱性コア層は、非熱可塑性ポリイミドを90重量%以上含有していることが好ましく、95重量%以上含有していることがより好ましい。換言すれば、上記非熱可塑性コア層には、当該非熱可塑性ポリイミド以外の成分が含まれていてもよい。
上記他の成分としては、非熱可塑性ポリイミドにブレンド可能であり、かつ、耐熱性コア層の物性を損なわない各種樹脂や、耐熱性コア層の諸特性を改善するための各種添加剤等を挙げることができる。とりわけ、本発明においては、フィラーを添加することが好ましい。フィラーの添加によって、得られる接着性フィルムの摺動性、熱伝導性、導電性、耐コロナ性、ループスティフネス等の諸特性を改善することができる。
本発明で用いられるフィラーは特に限定されるものではないが、各種無機化合物からなる無機フィラーを挙げることができる。より具体的には、シリカ、雲母、酸化チタン、アルミナ等の酸化物;窒化珪素、窒化ホウ素等の無機窒化物;リン酸水素カルシウム、リン酸カルシウム等のリン酸化合物等が挙げられる。
フィラーの粒子径は、改質すべきフィルム特性および添加するフィラーの種類等によって決定されるため特に限定されるものではないが、一般的には、平均粒径が0.05〜100μmの範囲内であればよく、0.1〜75μmの範囲内が好ましく、0.1〜50μmの範囲内がより好ましく、0.1〜25μmの範囲内がさらに好ましい。粒子径がこの範囲を下回ると改質効果が現れにくくなり、この範囲を上回ると表面性を大きく損なったり、機械的特性が大きく低下したりする可能性がある。
フィラーの添加量も、改質すべきフィルム特性およびフィラーの粒子径等により決定されるため特に限定されるものではないが、一般的には、ポリイミド100重量部に対して0.01〜100重量部の範囲内であればよく、0.01〜90重量部の範囲内が好ましく、0.02〜80重量部の範囲内がより好ましい。フィラー添加量がこの範囲を下回るとフィラーによる改質効果が現れにくく、この範囲を上回るとフィルムの機械的特性が大きく損なわれる可能性がある。
耐熱性コア層に含まれることが好ましいポリイミド(非熱可塑性ポリイミド)は、ポリアミド酸を前駆体として製造し、これをイミド化することにより製造することができる。
ポリアミド酸の製造方法としては公知のあらゆる方法を用いることができ、特に限定されるものではない。通常、酸二無水物成分とジアミン成分とをそれぞれ実質的等モル量となるように有機溶媒中に溶解させて、制御された温度条件下で、上記酸二無水物とジアミンの重合が完了するまで撹拌することによって製造される。この製造方法により得られるポリアミド酸は有機溶媒溶液(以下、「ポリアミド酸溶液」と称する)となっており、ポリアミド酸の濃度は通常5〜35重量%の範囲内、好ましくは10〜30重量%の範囲内となっている。この範囲内の濃度であれば本発明に好適な分子量と溶液粘度となる。
ポリアミド酸の重合方法としては、公知のあらゆる方法およびそれらを組み合わせた方法を用いることができる。ポリアミド酸の重合方法の特徴はモノマー成分の添加順序にある。したがって、モノマー成分の添加順序を制御することにより、得られるポリイミドの諸物性を制御することができる。それゆえ、本発明では、モノマー成分の添加順序は最終的に得ようとする非熱可塑性ポリイミドに求める諸物性に応じて適宜決定すればよいため、ポリアミド酸の重合方法において如何なる添加順序でモノマー成分を添加してもよい。
このようにポリアミド酸の重合方法は特に限定されるものではないが、代表的な重合方法としては、次の各方法を挙げることができる。なお、これら方法は単独で用いてもよいし、部分的に組み合わせて用いることもできる。
1)ジアミン成分を有機極性溶媒に溶解させた後、ジアミン成分と実質的に等モルの酸二無水物成分を添加して撹拌・反応させて重合する。
2)酸二無水物成分と、これに対し過小モル量となるジアミン成分とを有機極性溶媒に溶解して撹拌・反応させ、両末端に酸無水物基を有するプレポリマーを有機極性溶媒の溶液として得る。続いて、全工程において酸二無水物成分とジアミン成分とが実質的に等モルとなるように、プレポリマーの溶液にジアミン成分を添加して撹拌・重合する。
3)酸二無水物成分と、これに対し過剰モル量となるジアミン成分とを有機極性溶媒に溶解して撹拌・反応させ、両末端にアミノ基を有するプレポリマーを有機極性溶媒の溶液として得る。続いて、全工程において酸二無水物成分とジアミン成分とが実質的に等モルとなるように、プレポリマーの溶液に酸二無水物成分を添加して撹拌・重合する。
4)酸二無水物成分を有機極性溶媒に溶解させた後、酸二無水物成分と実質的に等モルとなるようにジアミン成分を添加して撹拌・反応させる。
5)実質的に等モルの酸二無水物成分およびジアミン成分の混合物を、有機極性溶媒に溶解して撹拌・反応させ重合する。
なお、上記重合方法において、各モノマー成分(酸二無水物成分および/またはジアミン成分)は、1種類の化合物のみであってもよいし、2種類以上の化合物からなっていてもよい。また、有機極性溶媒に添加しても、同溶媒に対する溶解度の問題からこれら化合物が溶解しない場合もあるが、溶媒全体に均等に分散していれば実質的に溶解している状態と同じと見なしてよい。したがって、上記1)〜5)の方法の説明で「溶解」という用語は「分散」に差し替えることができる。
ポリアミド酸を重合するために用いられる有機極性溶媒としては、ポリアミド酸を溶解する溶媒であれば特に限定されるものではなく、どのような溶媒でも用いることができるが、中でも、アミド系溶媒すなわちN,N−ジメチルフォルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等を好ましく用いることができ、N,N−ジメチルフォルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドを特に好ましく用いることができる。
本発明で用いられるモノマー成分としては、公知の化合物を好適に用いることができるが、特に、非熱可塑性ポリイミドを得るためには、酸二無水物成分もジアミン成分も、何れも芳香族系化合物であることが好ましい。換言すれば、本発明において、非熱可塑性ポリイミドの前駆体としてのポリアミド酸溶液を製造する場合には、酸二無水物成分として芳香族テトラカルボン酸二無水物を、ジアミン成分として芳香族ジアミンを用いることが非常に好ましい。
本発明において酸二無水物成分として用いることができる芳香族テトラカルボン酸二無水物は特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、ピロメリット酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシフタル酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、オキシジフタル酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、エチレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、ビスフェノールAビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、並びにこれら各化合物の類似物を挙げることができる。これら化合物は単独で用いてもよいし、任意の割合で組み合わせた混合物として用いてもよい。
上記芳香族テトラカルボン酸二無水物の中でも、特に、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物から選択される少なくとも一種の化合物を用いることが好ましい。
本発明においてジアミン成分として用いることができる芳香族ジアミンは特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ベンジジン、3,3’−ジクロロベンジジン、3,3’−ジメチルベンジジン、2,2’−ジメチルベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、2,2’−ジメトキシベンジジン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−オキシジアニリン、3,3’−オキシジアニリン、3,4’−オキシジアニリン、1,5−ジアミノナフタレン、4,4’−ジアミノジフェニルジエチルシラン、4,4’−ジアミノジフェニルシラン、4,4’−ジアミノジフェニルエチルホスフィンオキシド、4,4’−ジアミノジフェニルN−メチルアミン、4,4’−ジアミノジフェニル−N−フェニルアミン、1,4−ジアミノベンゼン(p−フェニレンジアミン)、1,3−ジアミノベンゼン、1,2−ジアミノベンゼン、ビス{4−(4−アミノフェノキシ)フェニル}スルホン、ビス{4−(3−アミノフェノキシ)フェニル}スルホン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、並びにこれら各化合物の類似物を挙げることができる。これら化合物は単独で用いてもよいし、任意の割合で組み合わせた混合物として用いてもよい。
なお、上記ジアミンと酸二無水物とを適宜組み合わせて分子設計をし、所望の特性を有するポリイミドを製造してもよい。ただし、この分子設計の際の完全な法則性というものは存在せず、およそ以下の一般的傾向にしたがって、当業者の常識の範囲内での試行錯誤を行なう必要がある。
(I)フェニレンジアミン類、ベンジジン類、ピロメリット酸二無水物などの剛直な構造を有するモノマーを用いた場合、弾性率が高くなり、線膨張係数が小さくなる傾向にある。
(II)分子鎖中にエーテル結合、炭化水素基、スルホン基、カルボニル基の様な屈曲性基を有するモノマーを用いた場合、弾性率が低くなり、線膨張係数が大きくなる傾向にある。
(III)3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物のように分子全体で見た場合に直線状でないモノマーを用いた場合も、上記(II)と同様の傾向になる。
次に非熱可塑性ポリイミドフィルム製造方法についてより具体的に説明する。本発明において、特に好ましい非熱可塑性ポリイミドフィルムの製造工程は、
a)有機溶剤中で芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物を反応させてポリアド酸溶液を得る工程、
b)上記ポリアミド酸溶液を含む製膜ドープを支持体上に流延する工程、
c)支持体上で加熱してゲルフィルムを調製した後、支持体から当該ゲルフィルムを引き剥がす工程、
d)更に加熱して、残ったアミド酸をイミド化し、かつ乾燥させる工程、
を含むことが好ましい。
a)有機溶剤中で芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物を反応させてポリアド酸溶液を得る工程、
b)上記ポリアミド酸溶液を含む製膜ドープを支持体上に流延する工程、
c)支持体上で加熱してゲルフィルムを調製した後、支持体から当該ゲルフィルムを引き剥がす工程、
d)更に加熱して、残ったアミド酸をイミド化し、かつ乾燥させる工程、
を含むことが好ましい。
イミド化を行なう方法としては、熱によってのみ行なう熱イミド化法(熱キュア法)と、化学脱水剤を使用する化学イミド化法(化学キュア法)の2法が最も広く知られている。上記非熱可塑性ポリイミドの製造工程において、イミド化は何れの方法を採用してもよいが、より高い生産性を付与する点、本発明において好ましい諸特性のポリイミドを得られやすいという点から見れば、後者の化学イミド化法(化学キュア法)を採用することが特に好ましい。
化学キュア法を行なう場合は、上記工程において無水酢酸等の酸無水物に代表される脱水剤と、イソキノリン、β−ピコリン、ピリジン、ジエチルピリジン類等の第三級アミン類等に代表されるイミド化触媒とを含む硬化剤を用いても良い。
上記化学脱水剤および触媒の使用量は、所望の程度でイミド化ができる量であれば特に限定されるものではないが、化学脱水剤については、化学脱水剤および触媒を添加するポリアミド酸溶液に含有されるポリアミド酸中のアミド酸ユニット1モルに対して、0.5〜5モルの範囲内であることが好ましく、1.0〜4モルの範囲内であることがより好ましい。また、触媒については、化学脱水剤および触媒を添加するポリアミド酸溶液に含有されるポリアミド酸中のアミド酸ユニット1モルに対して、0.05〜3モルの範囲内であることが好ましく、0.2〜2モルの範囲内であることがより好ましい。化学脱水剤および触媒の使用量が上記範囲を下回ると化学的イミド化が不十分となり、焼成途中で破断したり、機械的強度が低下したりすることがある。また、化学脱水剤および触媒の使用量が上記範囲を上回ると、イミド化の進行が早くなりすぎ、フィルム状にキャストすることが困難となることがある。
<非熱可塑性ポリイミドの製造工程>
以下、本発明の好ましい一実施形態として、化学イミド法を採用して場合の非熱可塑性ポリイミドフィルムの製造工程を説明する。ただし、本発明は以下の例により限定されるものではない。製膜条件や加熱条件等は、ポリアミド酸の種類、フィルムの厚さ等により、当然変動し得る。
以下、本発明の好ましい一実施形態として、化学イミド法を採用して場合の非熱可塑性ポリイミドフィルムの製造工程を説明する。ただし、本発明は以下の例により限定されるものではない。製膜条件や加熱条件等は、ポリアミド酸の種類、フィルムの厚さ等により、当然変動し得る。
まず、硬化剤を、低温(−20〜10℃、好ましくは、−10〜5℃)でポリアミド酸溶液中に混合して製膜ドープを得る。次に上記製膜ドープを、ダイス等を用いて、ガラス板、アルミ箔、エンドレスステンレスベルト、ステンレスドラムなどの平滑な支持体上にフィルム状にキャストし、支持体上で80℃〜200℃、好ましくは100℃〜180℃の温度領域で加熱する。この操作を行なうことで、脱水剤及び触媒が活性化され、部分的に硬化及び/または部分的に乾燥した、自己支持性を有するポリアミド酸フィルム(以下、「ゲルフィルム」という)が形成される。当該ゲルフィルムを支持体から剥離して、次の工程へ用いる。なお、用語「部分的に硬化」または「部分的に乾燥」とは、「初期のポリアミド酸溶液中に含まれるアミド結合の一部がイミド化している」、または「初期のポリアミド酸溶液中に含まれる揮発分の一部が蒸発乾燥している」、という意味である。また上記支持体としては特に限定されるものではないが、ゲルフィルムを剥離しやすい表面を有するエンドレスベルトやドラムを挙げることができる。さらにこれらエンドレスベルトやドラムの表面の材質は特に限定されるものではないが、金属やフッ素樹脂等を挙げることができる。また上記ダイスの材質や構造も特に限定されるものではなく、形成しようとする耐熱層の厚みや幅、最終的に得ようとする接着フィルムのサイズや構成、あるいはポリアミド酸溶液の種類や物性等に応じて最適なサイズや構成のダイスを選択すればよい。
上記のようにして得られたゲルフィルムは、ポリアミド酸からポリイミドへの硬化の中間段階にあり、自己支持性を有しており、その状態は残揮発分含量によって表すことができる。当該揮発分含量(重量%)は、
(A−B)×100/B・・・・(1)
(式(1)中、AおよびBは以下のものを表す。
A:ゲルフィルムの重量、および
B:ゲルフィルムを450℃で20分間加熱した後の重量)から算出される。
(A−B)×100/B・・・・(1)
(式(1)中、AおよびBは以下のものを表す。
A:ゲルフィルムの重量、および
B:ゲルフィルムを450℃で20分間加熱した後の重量)から算出される。
本発明において、ゲルフィルムの揮発分含量は、5〜500重量%、好ましくは5〜200重量%、より好ましくは5〜150重量%の範囲にある。上記好ましい範囲から外れたゲルフィルムは、焼成過程でフィルム破断、乾燥ムラによるフィルムの色調ムラ、異方性の発現、特性ばらつき等の不具合が起こる場合がある。
次に前記ゲルフィルムの両端を、ピンやクリップ等で固定することによって硬化時の収縮を回避しつつ、加熱炉等で加熱してゲルフィルムを乾燥し、水、残留溶媒、残存転化剤及び触媒を除去する。そして残ったポリアミド酸を完全にイミド化することによって、ポリイミドフィルムが得られる。
上記工程において、最終的に400〜600℃の温度で、5〜400秒間加熱することが好ましい。上記好ましい加熱条件外で加熱(焼成)すると、ポリイミドフィルムの諸特性に悪影響を及ぼす可能性がある。ただし、適切な加熱(焼成)の条件は、ポリイミドの組成および製造方法等などに応じて種々変化するため、適切な焼成(加熱)条件を適宜選択する必要がある。
また、製造したポリイミドフィルム中に残留している内部応力を緩和させるため、換言すればポリイミドフィルムの加熱収縮を緩和させるために、ポリイミドフィルムを搬送するに必要最低限の張力下において加熱処理を行なってもよい。この加熱処理は、ポリイミドフィルムの製造工程の一工程として行ってもよいし、また、別途加熱処理を行ってもよい。当該加熱処理における加熱条件は、ポリイミドフィルムの特性や加熱装置に応じて変動するため、一概に決定することはできないが、一般的には200℃以上500℃以下、好ましくは250℃以上500℃以下、特に好ましくは300℃以上450℃以下の温度範囲で、1〜300秒、好ましくは2〜250秒、特に好ましくは5〜200秒程度の処理を行なうことが好ましいとされている。上記条件下で加熱処理を行なうことにより、ポリイミドフィルムの内部応力を緩和することができ、200℃での加熱収縮率を小さくすることができる。
また、フィルムの異方性を悪化させない程度に、ゲルフィルムを延伸しながらイミド化を行ってもよい。ゲルフィルムを延伸しながらイミド化を行なう場合は、ゲルフィルムの揮発分含有量は100〜500重量%が好ましく、150〜500重量%がさらに好ましい。ゲルフィルムの揮発分含有量が、上記好ましい範囲を下回ると延伸しにくくなる傾向にあり、上記好ましい範囲を上回るとフィルムの自己支持性が悪く、延伸操作そのものが困難になる傾向にある。なお延伸は、差動ロールを用いる方法、テンターの固定間隔を広げていく方法等公知のいかなる方法を用いてもよい。
またポリアミド酸溶液には、既述のように無機フィラー等のフィラーを含んでいてもよい。このようなフィラーの添加方法は特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、(1)ポリアミド酸の重合前または途中に重合反応液に添加する、(2)ポリアミド酸の重合完了後、3本ロールなどを用いてフィラーを混錬する、(3)フィラーを含む分散液を別途調製し、これをポリアミド酸溶液に混合する、等の各方法を挙げることができる。
これら方法の中でも、(3)フィラーを含む分散液をポリアミド酸溶液に混合する方法が好ましい。この方法を採用すれば、特に、ゲルフィルムを形成する直前にフィラーを混合することができるため、接着フィルムの製造ラインにおけるフィラーの残存とそれに伴うフィラーの混入の可能性を最も低減することができる。
上記フィラーを含む分散液を調製する方法は特に限定されるものではなく、使用するフィラーを適当な溶媒に添加して分散液として調製すればよいが、溶媒として、ポリアミド酸溶媒と同じ有機極性溶媒を用いることが好ましい。また、フィラーを良好に分散させ、また分散状態を安定化させるために、分散剤、増粘剤等の添加剤をフィルム物性に影響を及ぼさない範囲内で用いることもできる。
(1−2:接着層)
本発明において使用する接着フィルムにおける接着層は、所定の条件において接着性を有する材料(「接着材料」ともいう)により構成されていればよく、その材料については特に限定されるものではない。ただし、本発明にかかる金属張積層板はFPCに利用されることを考慮すると、接着層は耐熱性の接着材料(「耐熱性接着材料」ともいう)により構成されていることが好ましい。なお上記耐熱性接着材料は特に限定されるものではなく、ポリアミドイミド系接着剤、ポリイミド系接着剤のいかなるものを用いてもよい。ただし、耐熱性および絶縁信頼性が優れているとの理由から、接着層は熱可塑性を有するポリイミド(以下「熱可塑性ポリイミド」という)が特に好ましい。
本発明において使用する接着フィルムにおける接着層は、所定の条件において接着性を有する材料(「接着材料」ともいう)により構成されていればよく、その材料については特に限定されるものではない。ただし、本発明にかかる金属張積層板はFPCに利用されることを考慮すると、接着層は耐熱性の接着材料(「耐熱性接着材料」ともいう)により構成されていることが好ましい。なお上記耐熱性接着材料は特に限定されるものではなく、ポリアミドイミド系接着剤、ポリイミド系接着剤のいかなるものを用いてもよい。ただし、耐熱性および絶縁信頼性が優れているとの理由から、接着層は熱可塑性を有するポリイミド(以下「熱可塑性ポリイミド」という)が特に好ましい。
<熱可塑性ポリイミド>
以下、接着層として熱可塑性ポリイミドを用いた場合を本発明の一実施形態としてさらに説明する。なお本発明はこれに限定されるものではない。
以下、接着層として熱可塑性ポリイミドを用いた場合を本発明の一実施形態としてさらに説明する。なお本発明はこれに限定されるものではない。
熱可塑性ポリイミドは特に限定されるものではなく、公知のいかなるものを用いてもよい。熱可塑性ポリイミド(広義)として具体的には、例えば、熱可塑性ポリイミド(狭義)、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を好適に用いることができる。なお、特許請求の範囲において言及している、接着層に含有される熱可塑性ポリイミドは、上記各種ポリイミドを含み、熱可塑性を有する広義のものを指す。また、特に断りのない限り、本明細書にて用いる「熱可塑性ポリイミド」の用語は、広義のものを指す。
また本発明で用いられる熱可塑性ポリイミドの物性は特に限定されるものではないが、諸物性のうち、ガラス転移温度(Tg)を所定の範囲内に設定することがより好ましい。具体的には、本発明で用いられる熱可塑性ポリイミドは、そのTgが150〜300℃の範囲内であることが好ましく、180〜280℃の範囲内であることがより好ましい。
Tgが上記の範囲内にあれば、当該熱可塑性ポリイミドにより構成される接着フィルムと金属箔とを、既存のラミネート装置を用いてラミネートすることが可能になるとともに、これにより得られる金属張積層板およびFPCの耐熱性が損なわれることを回避することができる。
上記熱可塑性ポリイミドの製造方法は特に限定されるものではないが、非熱可塑性ポリイミドと同様に、前駆体のポリアミド酸を重合してからイミド化することにより、製造することができる。ポリアミド酸の重合方法は特に限定されるものではなく、公知のあらゆる方法を採用することができる。具体的には、上記した熱可塑性ポリイミドと同様に、モノマー原料や製造条件等を適宜選択して、ポリアミド酸を製造すればよい。
なお、本発明において用いられる熱可塑性ポリイミドは、非熱可塑性ポリイミドと同様に、用いるモノマー原料を種々組み合わせることにより、諸特性を調節することができる。一般に、フェニレンジアミン類やベンジジン類等の剛直な構造を持つジアミンの使用比率が大きくなるとTgが高くなる、および/または、加熱時の貯蔵弾性率が大きくなるため、接着層の接着性や加工性が低下するため好ましくない。それゆえ、本発明において用いられる熱可塑性ポリイミドを製造する場合であって、前駆体のポリアミド酸を重合するために用いるジアミン成分に剛直な構造を有するジアミンを併用する場合には、全ジアミン成分中の剛直ジアミンの使用比率(含有率)は、40モル%以下であることが好ましく、30モル%以下であることがより好ましく、20モル%以下であることがさらに好ましい。
また、上記接着層には、耐熱性コア層と同様に、熱可塑性ポリイミド以外の樹脂や各種添加物を含んでいてもよい。例えば、耐熱性コア層と同様に、必要に応じてフィラーが添加されていてもよい。この場合のフィラーとしては、無機物あるいは有機物のフィラーを挙げることができるが特に限定されるものではなく、その具体的な種類や使用量等は接着層に求める物性に応じて適宜選択すればよい。
本発明において接着層に用いられる熱可塑性ポリイミドは公知の如何なるものを用いてもよく、末端封止などにより分子量を制御してもよい。
(1−3:接着フィルムの製造工程)
本発明において使用する接着フィルムの製造工程における方法は、「1−1」の項で説示した耐熱性樹脂を含む耐熱性コア層の両表面に、「1−2」の項で説示した接着層を形成させる方法であれば特に限定されるものではない。例えば、耐熱性樹脂を含む耐熱性コア層の両面に、接着材料(耐熱性接着材料)を塗布することにより、接着フィルムを製造してもよい。接着層として熱可塑性ポリイミドを採用する場合は、熱可塑性ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸溶液を耐熱性コア層の両面へ塗布し、イミド化を行なってもよい。
本発明において使用する接着フィルムの製造工程における方法は、「1−1」の項で説示した耐熱性樹脂を含む耐熱性コア層の両表面に、「1−2」の項で説示した接着層を形成させる方法であれば特に限定されるものではない。例えば、耐熱性樹脂を含む耐熱性コア層の両面に、接着材料(耐熱性接着材料)を塗布することにより、接着フィルムを製造してもよい。接着層として熱可塑性ポリイミドを採用する場合は、熱可塑性ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸溶液を耐熱性コア層の両面へ塗布し、イミド化を行なってもよい。
以下に、耐熱性コア層として非熱可塑性ポリイミドを、接着層として熱可塑性ポリイミドを用いて、接着フィルムを製造することを、本発明の一実施の形態として説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明において、接着フィルムを製造する方法は、上記耐熱層および接着層を備える接着フィルムを製造することができる方法であれば特に限定されるものではないが、上記接着層が「ゲル塗布法」により耐熱コア層の両面に形成される方法であってもよい。また、「同時押出し法」による方法であってもよい。
「ゲル塗布法」および「同時押出し法」におけるイミド化の方法については、熱イミド化法(熱キュア法)と化学イミド化法(化学キュア法)のいずれの方法を採用してもよいが、より高い生産性を付与する点から見れば、化学イミド化法(化学キュア法)を採用することが特に好ましい。熱イミド化法および化学イミド化法(化学キュア法)については、「(1−1:耐熱性コア層)」の項において説示した方法を用いればよい。
(2.本発明にかかる片面金属張積層板)
本発明にかかる片面金属張積層板は、上記のようにして得られた接着フィルムのいずれか一方の表面にのみ前記金属層が積層されており、かつ他方の表面に金属層が積層されていることを特徴としている。
本発明にかかる片面金属張積層板は、上記のようにして得られた接着フィルムのいずれか一方の表面にのみ前記金属層が積層されており、かつ他方の表面に金属層が積層されていることを特徴としている。
(2−1:金属層)
ここで接着フィルムに金属層を形成する方法としては、例えば、金属箔を積層する方法が挙げられる。接着フィルムに金属層を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、いかなる方法を用いてもよいが、生産性の観点から金属箔を接着フィルムに接着層を介して積層する方法が好ましい。上記積層する方法は特に限定されるものではないが、接着フィルムに対して、ラミネート法、好ましくは熱ロールラミネート法により金属箔を一方の表面のみに接着させる方法を挙げることができる。なお上記で挙げた各方法の具体的な実施方法については、公知の方法および条件から適宜選択の上、実施すればよい。
ここで接着フィルムに金属層を形成する方法としては、例えば、金属箔を積層する方法が挙げられる。接着フィルムに金属層を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、いかなる方法を用いてもよいが、生産性の観点から金属箔を接着フィルムに接着層を介して積層する方法が好ましい。上記積層する方法は特に限定されるものではないが、接着フィルムに対して、ラミネート法、好ましくは熱ロールラミネート法により金属箔を一方の表面のみに接着させる方法を挙げることができる。なお上記で挙げた各方法の具体的な実施方法については、公知の方法および条件から適宜選択の上、実施すればよい。
上記金属箔としては、例えば、銅または銅合金、ステンレス鋼またはその合金、ニッケルまたはニッケル合金(42合金も含む)、アルミニウムまたはアルミニウム合金等からなる金属箔を挙げることができる。また、一般的なFPCでは、圧延銅箔、電解銅箔といった銅箔が多用されるが、これら銅箔は本発明においても好ましく用いることができる。なお、これらの金属箔の表面には、防錆層や耐熱層あるいは接着層が塗布されていてもよく、またこれら金属箔は目的に応じて表面処理、表面粗さ等種々特性を有したものであってもよい。
(2−2:耐熱樹脂裏打層)
この耐熱樹脂裏打層としては、耐熱性樹脂を含むものであれば特に限定されるものではなく、耐熱性樹脂のみからなるものであってもよい。耐熱性樹脂としては、例えばポリイミド、アラミド、ポリベンズオキサゾール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート等が好ましく、これらの中でポリイミド、アラミドが特に好ましい。
この耐熱樹脂裏打層としては、耐熱性樹脂を含むものであれば特に限定されるものではなく、耐熱性樹脂のみからなるものであってもよい。耐熱性樹脂としては、例えばポリイミド、アラミド、ポリベンズオキサゾール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート等が好ましく、これらの中でポリイミド、アラミドが特に好ましい。
耐熱樹脂裏打層を接着フィルムの表面に形成する方法としては、例えば、耐熱性樹脂溶液を塗布した後に乾燥(必要に応じて硬化)させる方法、耐熱性樹脂フィルムを接着フィルムに接着層を介して積層する方法等が挙げられ、これらの中で生産性の観点から耐熱性樹脂フィルムを積層する方法が好ましい。上記積層する方法は特に限定されるものではないが、本発明にかかる接着フィルムに対して、ラミネート法、好ましくは熱ロールラミネート法により金属箔を少なくとも一方の表面に接着させる方法を挙げることができる。なお上記で挙げた各方法の具体的な実施方法については、公知の方法および条件から適宜選択の上、実施すればよい。
なお、接着フィルムに金属層および耐熱性裏打層を形成するタイミングは逐次であっても、同時であってもよい。生産性が高いという理由から、接着フィルムに金属箔(金属層)および耐熱性樹脂フィルム(耐熱樹脂裏打層)をラミネート(好ましくは熱ロールラミネート法)法により、同時に積層することが好ましい。
また、接着フィルムに金属箔(金属層)および/または耐熱性樹脂フィルム(耐熱樹脂裏打層)を高温でラミネートを行なう場合には、金属箔および/または耐熱樹脂裏打層の表面であって接着フィルと接していない面(最外層)に保護用フィルムを配置してラミネートを行ってもよい。保護用フィルムは、それの存在によってラミネートの実施が妨げられることなく、ラミネートを行なう温度条件下で容易に熱変形しない材料、若しくは、熱変形した場合であっても金属箔または耐熱樹脂裏打層から容易に剥離可能である材料であれば、その材料、形状、厚み等は、特に限定されるものではない。その材料としては、例えば、ポリイミド、アラミドが利用可能である。
(2−3:片面金属張積層板における各層の厚み)
本発明にかかる片面金属張積層板における各層の厚みは、各層の構成、形成方法等によって異なるために、特に限定されるものではなく、最終的に得られる金属張積層板のカールや反りが起こらないような厚みを適宜検討の上、決定すればよい。
本発明にかかる片面金属張積層板における各層の厚みは、各層の構成、形成方法等によって異なるために、特に限定されるものではなく、最終的に得られる金属張積層板のカールや反りが起こらないような厚みを適宜検討の上、決定すればよい。
ここで、耐熱性コア層として非熱可塑性ポリイミド、接着層に熱可塑性ポリイミド、金属層として銅箔、および耐熱樹脂裏打層としてポリイミドを用いた場合における、各層の以下に挙げる。
本発明において使用する接着フィルムの厚みは、5〜125μm、好ましくは10〜75μm、特に好ましくは12.5〜50μmである。この厚みが薄すぎると取り扱い性が悪く、厚すぎると屈曲性が低下する傾向にある。
本発明において使用する接着層の厚みとしては、1〜25μm、好ましくは1.3〜20μm、特に好ましくは1.6〜15μmである。この厚みが薄すぎると密着性が低下し、厚すぎるとカールしやすくなる傾向にある。
本発明において使用する金属層の厚みとしては、1〜50μm、好ましくは1〜35μm、特に好ましくは2〜20μmである。この厚みが薄すぎるとパターニング時の電気抵抗が高くなりすぎ、厚すぎると屈曲性が低下する傾向にある。
本発明において使用する耐熱樹脂裏打層の厚みとしては、1〜50μm、好ましくは5〜25μm、特に好ましくは7.5〜20μmである。この層がこの範囲から外れるとカールが生じやすくなる傾向にある。
(3.本発明の片面金属張積層板の製造方法)
本発明にかかる製造方法は、上記本発明にかかる片面金属張積層板を製造する方法であって、ラミネート法により、前記金属層および前記耐熱樹脂裏打層を、前記接着フィルムの表面に積層する工程(「ラミネート工程」という)、を含むことを特徴としている。
本発明にかかる製造方法は、上記本発明にかかる片面金属張積層板を製造する方法であって、ラミネート法により、前記金属層および前記耐熱樹脂裏打層を、前記接着フィルムの表面に積層する工程(「ラミネート工程」という)、を含むことを特徴としている。
ここで、上記ラミネート法および熱ロールラミネート法を行なうための装置は、公知の装置を適宜選択の上、利用することが可能である。また上記装置の運転方法については、付属のマニュアル等を参照すればよい。さらに、上記方法を実施する際の条件(温度、圧力、ラミネート速度)の好ましい条件は、金属層、耐熱樹脂裏打層、および接着フィルムの材料等によって変化するために、最適な条件を検討の上、適宜採用すればよい。
ラミネート工程のその他の説明については、上記「2.本発明にかかる片面金属張積層板」の項の記載および実施例の記載を援用することができる。
なお本発明にかかる製造方法には、上記ラミネート工程に加え、「1.本発明にかかる片面金属張積層板が備える接着フィルム」の項で説示した、耐熱性コア層の製造工程(非可塑性ポリイミドの製造工程等)、接着層の製造工程(熱可塑性ポリイミドフィルムの製造工程等)、接着フィルムの製造工程(「ゲル塗布法」または「同時押出し法」の各工程)、等が含まれていてもよい。また、金属箔の表面処理を行なう工程、が含まれていてもよい。なお上記各工程の説明については、「1.本発明にかかる片面金属張積層板が備える接着フィルム」の項の記載を援用することができる。
(4.本発明の片面金属張積層板の利用)
本発明の片面金属張積層板を用いて、例えばフレキシブルプリント配線板(FPC)を製造することができる。上記フレキシブルプリント配線板の具体的な製造方法は特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、本発明にかかる片面金属張積層板に対してパターンエッチング処理を行ない、金属層に所望のパターン回路を形成する方法を挙げることができる。
本発明の片面金属張積層板を用いて、例えばフレキシブルプリント配線板(FPC)を製造することができる。上記フレキシブルプリント配線板の具体的な製造方法は特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、本発明にかかる片面金属張積層板に対してパターンエッチング処理を行ない、金属層に所望のパターン回路を形成する方法を挙げることができる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
(合成例1:熱可塑性ポリイミドの前駆体の合成)
溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(以下「DMF」という)を用い、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン(以下「BAPP」という)と3,3’4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下「BPDA」という)とをモル比およそ1:1となるようにDMFへ混合し、40℃の加温下で5時間反応させた。その結果、粘度が2800(P)、固形分濃度18.5(wt%)のポリアミド酸溶液を得た。
溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(以下「DMF」という)を用い、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン(以下「BAPP」という)と3,3’4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下「BPDA」という)とをモル比およそ1:1となるようにDMFへ混合し、40℃の加温下で5時間反応させた。その結果、粘度が2800(P)、固形分濃度18.5(wt%)のポリアミド酸溶液を得た。
(実施例1)
合成例1で得られたポリアミド酸溶液を固形分濃度10重量%になるまでDMFで希釈した後、ポリイミドフィルム(商品名:アピカルHP(18μm:株式会社カネカ製))の両面に、熱可塑性ポリイミド層(接着層)の最終片面厚みが3.5μmとなるように上記ポリアミド酸溶液を塗布した後、140℃で1分間加熱を行なった。次に、3kg/mの張力下で、雰囲気温度360℃の遠赤外線ヒーター炉の中を20秒間通してイミド化を行なうことによって、接着フィルムを得た。
合成例1で得られたポリアミド酸溶液を固形分濃度10重量%になるまでDMFで希釈した後、ポリイミドフィルム(商品名:アピカルHP(18μm:株式会社カネカ製))の両面に、熱可塑性ポリイミド層(接着層)の最終片面厚みが3.5μmとなるように上記ポリアミド酸溶液を塗布した後、140℃で1分間加熱を行なった。次に、3kg/mの張力下で、雰囲気温度360℃の遠赤外線ヒーター炉の中を20秒間通してイミド化を行なうことによって、接着フィルムを得た。
得られた接着フィルムの一方の表面と18μm圧延銅箔(商品名:BHY−22B−T,ジャパンエナジー社製)とが接するように配置し、かつ接着フィルムの他方の表面とポリイミドフィルム(アピカルAH(7.5μmプラズマ処理品:株式会社カネカ製))とが接するように配置した。さらに、圧延銅箔(商品名:BHY−22B−T,ジャパンエナジー社製)およびポリイミドフィルム(商品名:アピカルAH(7.5μmプラズマ処理品:株式会社カネカ製))の表面であって、接着フィルムと接していない面と、保護フィルム(商品名:アピカル125NPI;株式会社カネカ製)とが接するように配置した。
上記のように配置したフィルムおよび金属箔を、ラミネート温度360℃、ラミネート圧力196N/cm(20kgf/cm)、ラミネート速度1.5m/分の条件で、連続的に熱ロールラミネートを行なった後、上記保護フィルムを除去して、片面金属張積層板を得た。
この片面金属張積層板は、カールも無く良好な外観を有していた。
(実施例2)
合成例1で得られたポリアミド酸溶液を固形分濃度10重量%になるまでDMFで希釈した後、ポリイミドフィルム(商品名:ユーピレックス50S(50μm:宇部興産社製))の両面に、熱可塑性ポリイミド層(接着層)の最終片面厚みが3μmとなるように上記ポリアミド酸溶液を塗布した後、140℃で1分間加熱を行なった。次に、3kg/mの張力下で、雰囲気温度360℃の遠赤外線ヒーター炉の中を20秒間通してイミド化を行なうことによって、接着フィルムを得た。
合成例1で得られたポリアミド酸溶液を固形分濃度10重量%になるまでDMFで希釈した後、ポリイミドフィルム(商品名:ユーピレックス50S(50μm:宇部興産社製))の両面に、熱可塑性ポリイミド層(接着層)の最終片面厚みが3μmとなるように上記ポリアミド酸溶液を塗布した後、140℃で1分間加熱を行なった。次に、3kg/mの張力下で、雰囲気温度360℃の遠赤外線ヒーター炉の中を20秒間通してイミド化を行なうことによって、接着フィルムを得た。
得られた接着フィルムの一方の表面と18μm圧延銅箔(商品名:BHY−22B−T,ジャパンエナジー社製)とが接するように配置し、かつ接着フィルムの他方の表面とポリイミドフィルム(商品名:アピカルAH(12.5μmプラズマ処理品:株式会社カネカ製))とが接するように配置した。さらに、圧延銅箔(商品名:BHY−22B−T,ジャパンエナジー社製)およびポリイミドフィルム(アピカルAH(7.5μmプラズマ処理品:株式会社カネカ製))の表面であって、接着フィルムと接していない面と、保護フィルム(商品名:アピカル125NPI;株式会社カネカ製)とが接するように配置した。
上記のように配置したフィルムおよび金属箔を、ラミネート温度360℃、ラミネート圧力196N/cm(20kgf/cm)、ラミネート速度1.5m/分の条件で、連続的に熱ロールラミネートを行なった後、上記保護フィルムを除去して、片面金属張積層板を得た。
この片面金属張積層板は、カールも無く良好な外観を有していた。
(比較例1)
合成例1で得られたポリアミド酸溶液を固形分濃度10重量%になるまでDMFで希釈した後、ポリイミドフィルム(商品名:アピカルHP(18μm:株式会社カネカ製))の片面のみに、熱可塑性ポリイミド層(接着層)の最終片面厚みが3.5μmとなるように上記ポリアミド酸溶液を塗布した後、140℃で1分間加熱を行なった。次に、3kg/mの張力下で、雰囲気温度360℃の遠赤外線ヒーター炉の中を20秒間通してイミド化を行なって、接着フィルムを得た。
合成例1で得られたポリアミド酸溶液を固形分濃度10重量%になるまでDMFで希釈した後、ポリイミドフィルム(商品名:アピカルHP(18μm:株式会社カネカ製))の片面のみに、熱可塑性ポリイミド層(接着層)の最終片面厚みが3.5μmとなるように上記ポリアミド酸溶液を塗布した後、140℃で1分間加熱を行なった。次に、3kg/mの張力下で、雰囲気温度360℃の遠赤外線ヒーター炉の中を20秒間通してイミド化を行なって、接着フィルムを得た。
得られた接着フィルムの表面のうち接着層が設けられた表面と18μm圧延銅箔(商品名:BHY−22B−T,ジャパンエナジー社製)とが接するように配置した。さらに、圧延銅箔(商品名:BHY−22B−T,ジャパンエナジー社製)の表面であって接着フィルムと接していない面およびポリイミドフィルム(商品名:アピカルHP(18μm:株式会社カネカ製))の表面であって接着層が設けられていない面と、保護フィルム(商品名:アピカル125NPI;株式会社カネカ製)とが接するように配置した。
上記のように配置したフィルムおよび金属箔を、ラミネート温度360℃、ラミネート圧力196N/cm(20kgf/cm)、ラミネート速度1.5m/分の条件で、連続的に熱ロールラミネートを行なった後、上記保護フィルムを除去して、金属張積層板を得た。
すなわち、熱可塑性ポリイミド層(接着層)をポリイミドフィルム(商品名:アピカルHP(18μm:株式会社カネカ製))の片面にのみ形成し、耐熱性裏打層を形成しなかった以外は実施例1と同様にして金属張積層板を作製した。
この片面金属張積層板は、銅箔の面を内にしてカールが生じた。
なお本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
以上のように、本発明によれば、カールや反りが無く、かつ収率よく製造できる片面金属張積層板を提供することができる。それゆえ、カールや反りが無く、かつ収率よく製造できるFPCを提供することができるという効果を奏する。よって、本発明は、金属張積層板を製造する分野に利用することができる。さらには、このような金属張積層板を用いた電子部品の製造に関わる分野に広くするにも応用することが可能である。
Claims (6)
- 耐熱性樹脂を含む耐熱性コア層の両表面に接着層が積層されてなる接着フィルム、
金属層および
耐熱性樹脂を含む耐熱樹脂裏打層、を備え、
前記接着フィルムのいずれか一方の表面にのみ前記金属層が積層されており、かつ
他方の表面に耐熱樹脂裏打層が積層されていることを特徴とする片面金属張積層板。 - 前記耐熱性コア層が非熱可塑性ポリイミドを含む、請求項1に記載の片面金属張積層板。
- 前記接着層が熱可塑性ポリイミドを含む、請求項1または2に記載の片面金属張積層板。
- 前記耐熱樹脂裏打層がポリイミドを含む、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の片面金属張積層板。
- 前記金属層が、銅箔よりなる、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の片面金属張積層板。
- 耐熱性樹脂を含む耐熱性コア層の両表面に接着層が積層されてなる接着フィルムの一方の面側に耐熱樹脂裏打層を、他方の面側に金属箔を配して、ラミネート法により積層する工程を含むことを特徴とする片面金属張積層板の製造方法。
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-
2005
- 2005-08-23 JP JP2005241701A patent/JP2007055039A/ja active Pending
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