JP2009269267A

JP2009269267A - 金属積層板の製造方法

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Publication number: JP2009269267A
Application number: JP2008120955A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yamada; 浩之山田; Ryuichi Kamei; 隆一亀井
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】シワ等の外観不良を低減し、外観良好な金属積層板を提供すること。
【解決手段】金属箔と熱溶着性フィルムとを、加圧加熱成形装置を用いて、前記加圧加熱成形装置の加圧面と金属箔との間に保護フィルムを配置して連続的に加圧加熱成形した後、金属箔と熱溶着性フィルムとの積層体から保護フィルムを剥離する金属積層板の製造方法であって、保護フィルムの金属箔と接する面の表面粗さＲｚ（μｍ）が０．５＜Ｒｚ≦１．０であることを特徴とする金属積層板の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属積層板の製造方法に関する。より詳しくは、電子電気機器等に好適に用いられる金属積層板の製造方法に関する。

電子電気機器印刷回路基板に用いられる積層板の代表例として、フレキシブルプリント配線板（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ、以下ＦＰＣと略す）が挙げられる。ＦＰＣに使用される金属積層板は、金属層とフィルム層からなる折り曲げ可能な積層体であり、例えば銅箔とポリイミドベースフィルムを積層した銅張りポリイミドフィルムなどの銅張積層板（ＣｏｐｐｅｒＣｌａｄＬａｍｉｎａｔｅ、以下ＣＣＬと略す）が挙げられる。ＣＣＬには、銅箔、ポリイミドベースフィルム、エポキシ系熱硬化型接着剤の３つの材料で構成される安価な３層タイプと、接着剤層を有しない２層タイプ、さらにはポリイミドベースフィルムと同質のポリイミド系接着剤を有する３層タイプ（以下擬似２層タイプという）のものがある。

２層タイプおよび擬似２層タイプＣＣＬの製造方法としては、接着剤を使用しないでポリイミドフィルムにほぼ直接銅をメッキする方法（メッキ２層ＣＣＬ）、銅箔にポリアミック酸を塗布乾燥し、イミド化することでポリイミドフィルムを用いることなくポリイミド層を形成する方法（キャスト２層ＣＣＬ）、熱圧着性のポリイミド層を表面に形成したポリイミドフィルムを銅箔とラミネートする方法（ラミネート２層ＣＣＬ（擬似２層タイプ））方法が知られている。

ラミネート２層ＣＣＬの製造方法は、これまでいくつかの方法が提案されている。例えば、ラミネート装置として真空プレス機等を用いてポリイミドフィルムと金属箔との間にポリイミド接着剤をサンドイッチ状に接合する方法がある。また、熱ロールラミネート装置を用いて連続的にラミネートを行う方法も提案されている。後者の方法は、長尺品を得ることができる点で有利である。

ラミネート時のシワを防止する方法として、加圧加熱成形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い、冷却後に保護材料を積層体から剥離する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法においては、保護フィルム剥離時に外観不良が発生する課題があった。これに対して、保護材料と被積層材料との界面の密着強度を０．１〜３Ｎ／ｃｍの範囲で密着させる方法（例えば、特許文献２参照）、冷却後に保護材料を片面ずつ順次剥離する方法（例えば、特許文献３参照）、保護フィルム表面を物理的に処理して用いる方法（例えば、特許文献４参照）が提案されている。しかし、この方法を用いても、保護フィルム剥離時に外観不良が発生する場合があり、特に弾性率５０ＧＰａ以下の柔軟な金属箔を使用する場合、保護フィルム剥離時に発生する外観不良を十分に防止することができなかった。
特開２００１−１２９９１８号公報特開２００２−３７０２８１号公報特開２００３−３１１８８２号公報特開２００７−１０９６９４号公報（請求項４）

本発明は、上記課題に鑑み、シワ等の外観不良を低減し、外観良好な金属積層板を提供することを目的とする。

本発明は、金属箔と熱溶着性フィルムとを、加圧加熱成形装置を用いて、前記加圧加熱成形装置の加圧面と金属箔との間に保護フィルムを配置して連続的に加圧加熱成形した後、金属箔と熱溶着性フィルムとの積層体から保護フィルムを剥離する金属積層板の製造方法であって、保護フィルムの金属箔と接する面の表面粗さＲｚ（μｍ）が０．５＜Ｒｚ≦１．０であることを特徴とする金属積層板の製造方法である。

本発明の金属積層板の製造方法を用いることによって、シワ等の外観不良を発生しやすい柔軟な金属箔を用いる場合においても、外観良好な金属積層板を得ることができる。従って本発明は、特に電子電気機器用の金属積層板として好適な材料を提供するものである。

以下、本発明の詳細について説明する。本発明における金属積層板は、金属箔と熱溶着性フィルムを積層したものである。

本発明に用いられる金属箔としては、電子電気機器用の金属積層板に用いることができれば特に限定されないが、一般的には、厚み３〜５０μｍの圧延銅箔、電解銅箔などが挙げられる。また、金属箔のラミネート面およびその反対面は必要に応じて、防錆処理、コブ付け処理、易接着処理等が施されていても構わない。また、保護フィルムと接する面の表面粗さＲｚは、剥離シワや横段を抑制し、より外観良好な金属積層板を得るため、１．０〜２．０μｍが好ましい。さらに好ましくは１．０〜１．５μｍである。

得られる金属積層板の柔軟性の観点から、加圧加熱後の金属箔の２３℃における弾性率は５０ＧＰａ以下が好ましい。このような弾性率を有する金属箔を用いた金属積層板は、電子電気機器の繰り返し屈曲部や狭小部に好適に使用される。一方、このような弾性率を有する金属箔を用いた金属積層板は、その柔軟性のために製造工程においてシワ等の外観不良を発生しやすい。本発明の金属積層板の製造方法は、柔軟な金属箔を用いる場合にも有効である。

ここで、金属箔の弾性率の測定方法について説明する。弾性率は、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０に記載の方法により測定することができる。本発明においては、金属箔を、金属積層板の製造方法における加圧加熱時の加熱条件により熱処理した後、２３℃の雰囲気下、試験片幅：１２７ｍｍ、試験片長さ：１０１．６ｍｍ、引張速度：５ｍ／分、チャート速度：１０００ｍ／分の条件で測定して得られる弾性率を指す。

本発明に用いられる熱溶着性フィルムとしては、加圧加熱成形により金属箔と接着できるフィルムであれば特に限定されないが、非熱可塑性樹脂層をベースとし、これに金属箔との接着層として熱可塑性樹脂層を積層したフィルムが一般的である。例えば、非熱可塑性ポリイミド層の両面に熱可塑性ポリイミド層を有する積層体が挙げられる。ここで、非熱可塑性とは、樹脂の分解温度以下にガラス転移温度を有しないものをいい、熱可塑性とは、樹脂の分解温度以下にガラス転移温度を有するものをいう。熱可塑性ポリイミド層は、ガラス転移温度が２００℃以上であることが好ましく、より好ましくは２３０℃以上である。ガラス転移温度が２００℃以上であれば、電子部品実装時の加熱により接着剤の軟化が起こらず、寸法安定性が向上し、実装不良を低減することができる。また、非熱可塑性ポリイミド層の厚みは５〜２００μｍが好ましい。さらに、非熱可塑性ポリイミド層の表面には、加水分解、コロナ放電、低温プラズマ、物理的粗面化、易接着コーティング処理等の表面処理を施すことができる。熱可塑性ポリイミド層としては、溶剤可溶型ポリイミド系組成物、シリコーンジアミン含有ポリイミド系組成物等のポリイミド系接着剤組成物や、それらにエポキシ系組成物を混合させたハイブリッド系組成物などからなる層が例示できる。さらに、各種特性の向上のために熱可塑性ポリイミド層には種々の添加剤が配合されていても構わない。熱可塑性ポリイミド層の厚みは、金属箔との接着性、寸法変化率が良好となるため、１〜６μｍが好ましい。

熱溶着性フィルムの製造方法は特に限定されないが、数種類の層を一括に製膜する多層押出し製膜法や、非熱可塑性ポリイミドフィルム上に他の層を順次形成するコーティング法が挙げられる。また、コーティング方式としては、グラビアコータ、コンマコータ、リバースコータ、バーコータ、スリットダイコータなど塗布材料の物性に合わせた様々な方法を用いることができる。

本発明の金属積層板の製造方法においては、金属箔と熱溶着性フィルムを加圧加熱成形するに際し、前記加圧加熱成形装置の加圧面と金属箔との間に保護フィルムを配置する。

以下、図１〜２を例に説明する。図１は、本発明の金属積層板の製造方法の一例を示す概略図である。熱溶着性フィルム２の両面に金属箔１を、保護フィルム３を介して、一対のラミネートロール５により連続的に加圧加熱する。加圧加熱成形後、保護フィルム３を剥離ロール６により剥離し、製品４を巻き取る。図２は、本発明の金属積層板の製造方法の別の一例を示す概略図である。熱溶着性フィルム２の両面に金属箔１を、保護フィルム３を介して、一対のラミネートロール５により連続的に加圧加熱する。加圧加熱成形直後、保護フィルム３を剥離し、製品４を巻き取る。保護フィルム３を剥離する際の保護フィルム３と製品４の角度は３°以上が好ましい。図２のようにラミネート直後に保護フィルムを剥離すると、冷却による保護フィルムの収縮が少ないためシワをより抑制することができる。なお、加圧加熱成形直後とは、保護フィルムの温度が加熱加圧温度より１００℃以上低下しない範囲をいい、図２のように、保護フィルム３をラミネートロール５に接触させて剥離することが好ましい。

本発明において、保護フィルムの金属箔と接する面の表面粗さＲｚ（μｍ）は０．５＜Ｒｚ≦１．０であることが必要である。Ｒｚが０．５μｍ以下である場合、金属箔と保護フィルムとの密着性が増し、保護フィルムの剥離に強い応力がかかるため、得られる金属積層板にシワ、反りが生じる。好ましくは０．６μｍ以上である。一方、Ｒｚが１．０μｍを超える場合、金属箔と保護フィルムとの密着性が不均一となる。これにともない保護フィルムの剥離時の応力が面内で不均一になるため、得られる金属積層板にシワが生じる。好ましくは０．８μｍ以下である。

ここで、保護フィルムの表面粗さＲｚの測定方法について説明する。本発明における表面粗さＲｚは、ＪＩＳＢ０６０１（１９９４）に記載の十点平均粗さを指す。保護フィルムの金属箔に接する面について、カットオフ値０．０８ｍｍ、基準長さ１００ｍｍとして十点平均粗さを求める。

保護フィルムの表面粗さＲｚを前記範囲にするために、金属箔と接する面に表面処理を施すことが好ましい。表面処理方法としては、サンドブラスト処理やヘアライン処理が挙げられる。保護フィルム面内を縦、横方向に均一に処理でき、より外観良好な金属積層板が得られる点で、サンドブラスト処理が好ましい。また、保護フィルムはロットごとに表面粗さが異なる場合があるため、好ましい表面粗さを有するものを選択して用いてもよい。

本発明に用いられる保護フィルムは、加工時の温度に耐えることが必要であり、例えば２５０℃以上で加工する場合は、それ以上の耐熱性を有するポリイミドフィルム、アラミドフィルム、金属箔等が好ましい。また、保護フィルムを繰り返し用いることにより、より安価にＣＣＬを製造することができる。そのため、保護フィルムの厚みは、リサイクル回数が低下しないために２５μｍ以上が好ましく、さらに好ましくは５０μｍ以上である。

本発明において、加圧加熱成形装置としては、少なくとも一対の金属ロールを有するラミネート装置が好ましい。さらに、各積層材料および保護フィルムの巻き出し軸、製品、保護フィルムの巻き取り軸を備えることが好ましい。例えば、熱ロールラミネート機、ダブルベルトプレス機等が挙げられ、これらのうち、少なくとも一対の金属ロールを有する熱ロールラミネート機が好ましく用いられる。金属ロールの加熱方法は、所定の温度で加熱することができるものであれば特に限定されず、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限定されず、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。また、連続的なラミネートを可能とする装置として、張力制御装置、ライン調整装置（ＥＰＣ）など、さらには電子回路材料としての品質を維持するためのクリーン化設備として、粘着ロール、静電気除去装置、クリーンブースなどを必要に応じて用いることができる。

本発明の製造方法により得られる金属積層板は、２３℃、５５％ＲＨの雰囲気下で１５ｃｍ角の金属積層板を平面上に中央部が平面に接するように置いたとき、４隅の平面からの距離の平均値が２ｃｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば、金属積層板の配線加工工程における加工精度が優れる。このようなカールの小さい金属積層板を得るためには、保護フィルムの金属箔と接する面のＲｚを０．５μｍ以上とすることが有効である。

以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例の説明に入る前にＣＣＬの作製方法および特性評価方法について述べる。

Ａ．ＣＣＬの作製方法
温度計、乾燥窒素導入口、温水・冷却水による加熱・冷却装置、および、撹拌装置を付した反応釜に、３，３’，４，４’−ビスフェニルテトラカルボン０．４ｍｏｌおよび３，３’，４，４’−オキシ−ビスフェニルテトラカルボン酸無水物０．６ｍｏｌをｎ−メチルピロリドン２３７７ｇと共に仕込み、溶解させた後、４，４’−オキシ−ｂｉｓ−ベンゼンジアミン１．０ｍｏｌを添加し、７０℃で４時間反応させて、ポリアミック酸溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液にトルエン２００ｇを添加し、２００℃で加熱して、反応の進行に伴ってトルエンと共沸してきた水分を分離しながら３時間イミド化反応を行った。その後、トルエンを留去し、得られたポリイミドワニスを水中に注いで、得られた沈殿物を分離、粉砕、洗浄および乾燥し、ポリイミド粉末を得た。ジメチルアセトアミド２８３４ｇに、得られたポリイミド粉末５００ｇを添加して、４０℃で２時間撹拌してポリイミド溶液を得た。得られたポリイミド溶液を各々、“カプトン（登録商標）”ＥＮ（東レデュポン（株）製）に塗工後、２００℃で３０分間乾燥し、熱溶着性フィルムを製造した。

上記で得られた熱溶着性フィルムを用い、実施例および比較例に示す原材料を配置し、熱ロールラミネート装置を用いてＣＣＬを作製した。ここで、ラミネート条件は実施例および比較例に示す通りである。

Ｂ．外観評価方法
ＣＣＬの表面を目視観察し、気泡噛み込み、ラミネートシワ、横段、保護フィルム剥離シワ、銅箔の酸化による変色などの欠陥の有無を評価した。ここで、保護フィルムの剥離シワとは、保護フィルム剥離時に発生する折れシワのことを意味し、剥離の状態が不安定であるときに発生するものである。表１〜３には、これらの欠陥がないものを◎、実用上問題はないが、エッジ部のみ一部剥離シワの発生したものを○、実用上問題のある剥離シワが発生したものを×と表記した。

Ｃ．カール測定方法
ＣＣＬを１５ｃｍ角に切り取り、２３℃、５５％ＲＨの雰囲気下で、これを平面上に中央部が平面に接するよう平面に置いて４隅の平面からの距離を測定し、この平均値を算出した。

Ｄ.保護フィルム表面粗さ測定方法
ＪＩＳＢ０６０１（１９９４）に従い、保護フィルムの金属箔に接する面の十点平均粗さを測定した。ここで、カットオフ値は０．０８ｍｍ、基準長さは１００ｍｍとした。

Ｅ．銅箔弾性率測定方法
各実施例および比較例に使用した銅箔と同じ種類、Ｌｏｔの銅箔のみを、ＣＣＬの製造方法における加圧加熱時の加熱条件により熱処理した後、２３℃の雰囲気下、試験片幅：１２７ｍｍ、試験片長さ：１０１．６ｍｍ、引張速度：５ｍ／分、チャート速度：１０００ｍ／分の条件で、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０に記載の方法により弾性率を測定した。

実施例１〜８
それぞれ表１〜２に示すラミネート条件を用いて、前記Ａ．に記載の方法によりＣＣＬを作製した。その結果、外観良好なＣＣＬを得ることができた。

比較例１〜５
それぞれ表３に示すラミネート条件を用いて前記Ａ．に記載の方法によりＣＣＬを作製した。その結果、保護フィルムの剥離シワ、横段等の外観欠点が見られた。

本発明の金属積層板の製造方法の一例を示す概略図本発明の金属積層板の製造方法の別の一例を示す概略図

符号の説明

１金属箔
２熱溶着性フィルム
３保護フィルム
４製品
５ラミネートロール
６剥離ロール

Claims

金属箔と熱溶着性フィルムとを、加圧加熱成形装置を用いて、前記加圧加熱成形装置の加圧面と金属箔との間に保護フィルムを配置して連続的に加圧加熱成形した後、金属箔と熱溶着性フィルムとの積層体から保護フィルムを剥離する金属積層板の製造方法であって、保護フィルムの金属箔と接する面の表面粗さＲｚ（μｍ）が０．５＜Ｒｚ≦１．０であることを特徴とする金属積層板の製造方法。
保護フィルムを加圧加熱成形直後に剥離することを特徴とする請求項１記載の金属積層板の製造方法。
保護フィルムがサンドブラスト処理により表面処理されたものであることを特徴とする請求項１または２記載の金属積層板の製造方法。
加圧加熱成形後の金属箔の２３℃における弾性率が５０ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の金属積層板の製造方法。
請求項１〜４いずれか記載の製造方法により得られる金属積層板であって、２３℃、５５％ＲＨの雰囲気下で１５ｃｍ角の金属積層板を平面上に中央部が平面に接するように置いたとき、４隅の平面からの距離の平均値が２ｃｍ以下であることを特徴とする金属積層板。