JP2019091777A

JP2019091777A - 回路シートの製造方法

Info

Publication number: JP2019091777A
Application number: JP2017218770A
Authority: JP
Inventors: 国敏山本; Kunitoshi Yamamoto; 藤井　憲太郎; Kentaro Fujii; 憲太郎藤井; 将人岩元; Masahito Iwamoto; 悠一郎林; Yuichiro Hayashi
Original assignee: Nissha Co Ltd
Current assignee: Nissha Co Ltd
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2019-06-13

Abstract

【課題】金属薄膜層の表面平滑性が良く、生産性が良く、接着層や粘着層の影響を受けることなく、基体シートの材質の持つ電気特性を有効に作用させることができ、また、金属薄膜層のパターン精度が良く、廃棄する中間材を少なくできる回路シートを提供することを目的とする。【解決手段】本発明の回路シートの製造方法は、基体シートの上に剥離層を所望の回路のネガパターンに積層し、次に剥離層の上に金属薄膜層を全面的に積層し、次に金属薄膜層に剥離シートを全面的に貼り合わせ、次に剥離シートを剥がすことによって、剥離層と共にその上の金属薄膜層を除去して回路を形成するようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、回路シートの製造方法に関する。

従来、フィルム等の基体シートに回路をドライ工程で形成する方法としては、次のような方法がある。

例えば、基体シートに紫外線硬化粘着剤を印刷した後、別途作成した剥離シートに金属箔が設けられた転写シートを貼り合わせ、紫外線を照射して粘着剤をパターン化して硬化させ、その後剥離シートを剥して金属パターンを基体シートに形成する方法がある（特許文献１参照）。

また、電磁波硬化型の接着剤層を有する接着シートにパターンマスクを用いて電磁波を照射して硬化させ、接着部と非接着部を形成した後、金属箔を貼り合わせ、さらに離型シートを積層し、離型シートを剥がして不要な金属箔部分を接着して取り除き、非接着部に接した金属箔を接着シートに残し、その後転写シートにパターン化された金属箔を転写する方法がある（特許文献２参照）。

特開２０１０−２３２６２特開２０１６−９７５５６

しかし、上記の回路シートの製造方法にはそれぞれ、次に示すような問題点があった。
すなわち、第１の回路シートの製造方法においては、粘着剤の表面平滑性が悪いため、転写された金属薄膜層の表面平滑性が悪い。

また、印刷ピッチを狭くするために圧着積層部を往復送りさせる必要があるため生産性が悪い。さらに、圧着部で基体シートを往復送りさせることにより、粘着剤が広がるため、金属薄膜層のパターン精度が悪くなるという問題があった。

また、第２の回路シートの製造方法においては、接着部と非接着部を形成する工程でパターンマスクを通して電磁波を照射するため、基体シート送り部は間歇動作となり生産性が悪い。また、電磁波硬化型の接着シートや離型シートを最終的に廃棄するため、資源のムダが生じるという課題があった。

したがって、本発明は上記課題を解決した回路シートの製造方法を提供することを目的とするものでる。

上記目的を達成するために、本発明の回路シートの製造方法は、基体シートの上に剥離層を所望の回路のネガパターンに積層し、次に剥離層の上に金属薄膜層を全面的に積層し、
次に金属薄膜層に剥離シートを全面的に貼り合わせ、次に剥離シートを剥がすことによって、剥離層と共にその上の金属薄膜層を除去して回路を形成するように構成した。

また、基体シートと剥離層との間にアンカー層を積層するように構成した。

また、金属薄膜層が、アルミ、スズ、銅、金、銀、鉄、ニッケル、亜鉛、クロム、インジュウム、タングステン、マンガンの金属単体またはこれらの合金または金属化合物であるように構成した。

また、金属薄膜層が、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法のいずれかで形成されたものであるように構成した。

また、基体シートの下に支持シートを全面的に積層し、次に基体シートの上に剥離層を所望の回路のネガパターンに積層し、次に剥離層の上に金属薄膜層を全面的に積層し、
次に金属薄膜層に剥離シートを全面的に貼り合わせ、次に剥離シートを剥がすことによって、剥離層と共にその上の金属薄膜層を除去して回路を形成し、次に支持シートを剥すように構成した。

また、支持シート上に剥離層を全面的に積層し、次に剥離層上に基体シートを塗布法によって全面的に積層し、次に基体シートの上に剥離層を所望の回路のネガパターンに積層し、次に剥離層の上に金属薄膜層を全面的に積層し、次に金属薄膜層に剥離シートを全面的に貼り合わせ、次に剥離シートを剥がすことによって、剥離層と共にその上の金属薄膜層を除去して回路を形成し、次に支持シートを剥すことによって、同時に剥離層を剥すように構成した。

本発明に係る回路シートの製造方法は、基体シートの上に剥離層を所望の回路のネガパターンに積層し、次に剥離層の上に金属薄膜層を全面的に積層し、次に金属薄膜層に剥離シートを全面的に貼り合わせ、次に剥離シートを剥がすことによって、剥離層と共にその上の金属薄膜層を除去して回路を形成するように構成したので、表面平滑性の高い基体シートに金属薄膜層を積層するため、転写された金属薄膜層の表面平滑性が良い。また、往復送りや間歇動作などの工程がないため生産性が良い。また、粘着剤を使わないため、誘電率や誘電正接等の電気特性が接着層や粘着層の影響を受けることなく、基体シートの材質の持つ電気特性を有効に作用させることができ、また、金属薄膜層のパターン精度が良い。また、廃棄する中間材を少なくすることができる。

本発明の実施形態に係る回路シートの製造方法を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係る回路シートの製造方法を示す断面図である。（アンカー層あり）本発明の他の実施形態に係る回路シートの製造方法を示す断面図である。（支持シートあり）本発明の他の実施形態に係る回路シートの製造方法を示す断面図である。（支持シート+剥離層あり）従来の回路シートの製造方法を示す断面図である。従来の回路シートの製造方法を示す断面図である。

本発明の回路シートの製造方法は、基体シート１の上に剥離層２を所望の回路のネガパターンに積層し、次に剥離層２の上に金属薄膜層３を全面的に積層し、次に金属薄膜層３に剥離シート４を全面的に貼り合わせ、次に剥離シート４を剥がすことによって、剥離層２と共にその上の金属薄膜層３を除去して回路を形成するようにしたものである。

まず、基体シート１の上に剥離層２を所望の回路のネガパターンに積層する。

基体シート１としては、プラスチックフィルムが一般的に用いられる。透明性を有する方が回路パターンの確認等には優位であるが、不透明であってもさしつかえない。後の用途により、耐熱性を必要とする場合はポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアリレート等のエンプラフィルムも使用できる。一般的なフィルムとしてはポリエチレンテレフタレ−ト(ＰＥＴ)・ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート、環状オレフィンポリマー（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等が使用できる。またエポキシ等を使用した複合材、ガラス基材を使用してもかまわない。使用できる厚みとしては１μｍ〜２０００μｍ好ましくは１μｍ〜５００μｍまで使用可能だが、安価にするためには薄い方が好ましい。

また、供給される形態はロール状、枚葉状のいずれでも良く、加工法、加工機械に準じて選択すればよい。

剥離層２は、基体シート１上に部分的に形成されるもので、最終的に基体シート１から剥離しこの上に積層された金属薄膜層３と共に剥離除去される層である。よって、剥離層２と基体シート１の接着力は大きくない方が好ましい。接着力としては、2.54ｃｍ幅のセロハンテープを貼り付け、基体シート１に対し９０℃方向に剥離したときの値が０．１〜２０Ｎ/ｍｍの値が好ましい。

剥離層２の材質としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ゴム系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂などのほか、塩化ピニル−酢酸ビニル共重合体系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂などのポリマー、紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いるとよい。剥離層２は、染料または顔料等で着色したものでも、未着色のものでもよい。剥離層２の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、オフセットグラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。インクジェット法、静電トナー法を使ったオンデマンド印刷法を使用することも可能である。

ネガパターンは、次のように構成する。すなわち基体シート１上の回路間の非導体部分に剥離層２を上記材料、方法を用いて形成する。例えばグラビア印刷法では回路のネガパターンのグラビア版を作成して、グラビア印刷機で回路ネガパターンの剥離層２を作成する。

次に、剥離層２の上に金属薄膜層３を全面的に積層する。

金属薄膜層３は基体シート１と接着力を上げるため、コロナ処理、プラズマ処理、ボンバード処理、CVD処理等を行っても良い。これらの処理は剥離層２を設けた上から行う方が、好ましいが、剥離層２を設ける前に基体シート１に直接行っても差し支えない。

金属薄膜層３の材質としては、材質はアルミ、スズ、銅、金、銀、鉄、ニッケル、亜鉛、クロム、インジュウム、タングステン、マンガン等の金属単体またはこれらの合金、および金属または合金の酸化物、窒化物、等の金属化合物である。これらを薄膜状態で積層するにはスパッタ、真空蒸着、ＥＢ蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ等で形成する。金属薄膜層３の厚みとしては0.001〜5μmであり、回路用として導電性とし0.05〜500Ω／cm²のものが好ましい。従来技術ではあらかじめ金属箔９を別途剥離シート４に形成しておく必要があるが、本発明では剥離層２が形成された基体シート１に直接金属薄膜層３を形成するため金属薄膜層３の経時劣化の心配がない。

またアンカー層５を基体シート１上に設けても良い。アンカー層５は基体シート１と金属薄膜層３の接着強度を上げたり、基体シート１の凹凸を緩和する等の目的で設ける。この場合剥離層２はアンカー層５の上に設けても良い。アンカー層５は、基体シート１及び金属薄膜層３に良く接着し、かつ剥離層２とは良く密着しないものを選択する。その材質としては、紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、及び熱可塑性樹脂が使用できる。またこのアンカー層５を設けた場合でもこの上に金属薄膜層３を積層する場合、金属薄膜層３と基体シート１との接着力を上げるため、アンカー層５上にコロナ処理、プラズマ処理、ボンバード処理、CVD処理等を行っても良い。

次に、金属薄膜層３に剥離シート４を全面的に貼り合わせる。

剥離シート４としては、次のようなものを用いる。すなわち一般に市販されている粘着テープで良く、金属薄膜層３側に粘着テープを張り合わせる。また粘着テープの代わりに金属薄膜層３の上に接着剤を介してカバーシートで被い、接着剤を硬化させて剥離シート４としても良い。

基体シート１上に積層された金属薄膜層３に粘着テープの粘着層側を合わせ、ロール等で挟んで圧力をかけて貼り合わせる。

接着剤を使用する場合にはカバーシートに接着剤をコーティング装置などで塗布し、剥離層２を形成して剥離シート４とし、上記剥離層２上に金属薄膜層３が積層された基体シート１の金属薄膜層３側を密着させて貼り合わせた後、接着剤を硬化させて接着する。

貼り合わせ方法としてはロールで挟む方法、平板で押し付ける方法等がある。

次に、剥離シート４を剥がすことによって、剥離層２と共にその上の金属薄膜層３を除去して回路を形成する。

剥離層２とその上に形成された金属薄膜層３を剥離シート４側に剥し取ることにより、剥離層２のない部分にできた回路のみが基体シート１に残る。このようにするためには基体シート１と剥離層２との接着力Ｔ１と粘着層と金属薄膜層３との接着力Ｔ２の関係がＴ１＜Ｔ２になるようにしておく。アンカー層５がある場合はアンカー層５と剥離層２との接着力をＴ１とし、粘着層と金属薄膜層３との接着力Ｔ２の関係がＴ１＜Ｔ２になるようにしておく。

本発明では剥離層２が基体シート１上で凸のため、剥離シート４が凸部に強く密着することで、剥離シート４が剥離層２及びその上部を覆っている金属薄膜層３を完全に剥離することで回路ができる。

本発明の別の態様について説明する。

すなわち、基体シート１の下に支持シート６を全面的に積層し、次に基体シート１の上に剥離層２を所望の回路のネガパターンに積層し、次に剥離層２の上に金属薄膜層３を全面的に積層し、次に金属薄膜層３に剥離シート４を全面的に貼り合わせ、次に剥離シート４を剥がすことによって、剥離層２と共にその上の金属薄膜層３を除去して回路を形成し、次に支持シート６を剥すようにして回路シートを製造する方法である。

上記態様は、支持シート６を基体シート１の裏面に積層したものであり、その他の工程は先に説明した発明と同様である。

基体シート１が薄い場合、搬送を含めた製造プロセス上の不良が発生しやすいため、上記のように構成すると不具合を解消することが出来る。

支持シート６としてはプラスチックフィルムが一般的に用いられる。厚さは１０μｍ〜５０μｍで薄い方がコスト的には好ましい。金属であっても構わない。

支持シート６を積層するには次のようにすればよい。
例えば両面テープを使用して両面テープの片方の粘着層に支持シート６を貼り、その反対の面の粘着層の上に基体シート１を貼り合わせる。

支持シート６に粘着剤を塗布、乾燥させて粘着層を形成しても良い。また、静電タイプの接着フィルムを支持シート６と基体シート１の間に使用しても良い。

基体シート１として、たとえば厚さ１μｍ〜２０μｍ、さらに薄い１μｍ〜５μｍのものであっても特に問題なく使用することが出来る。

その他の工程は先に説明した発明と同様にするとよい。なお、剥離層２と支持シート６を剥離する時期はいずれを先にしてもよく、あるいは同時にしてもよい。また、基体シート１の下に剥離層２を積層してもよい。

さらに、本発明の第三の態様について説明する。

すなわち、支持シート６上に剥離層２を塗布法によって全面的に積層するが、塗布法に限定されるものではない。次に剥離層２上に基体シート１を塗布法によって全面的に積層し、次に基体シート１の上に剥離層２を所望の回路のネガパターンに積層し、次に剥離層２の上に金属薄膜層３を全面的に積層し、次に金属薄膜層３に剥離シート４を全面的に貼り合わせ、次に剥離シート４を剥がすことによって、剥離層２と共にその上の金属薄膜層３を除去して回路を形成し、次に支持シート６を剥し、同時に剥離層２を剥すようにして回路シートを製造する方法である。

上記態様は、支持シート６上に剥離層２を塗布法によって全面的に積層するが、塗布法に限定されるものではない。次いで剥離層２上に基体シート１を塗布法によって全面的に積層したことが特徴であり、その他の工程は第１の実施態様と同様である。

支持シート６としては、第二の態様の支持シート６と同様のものを用いると良い。

剥離層２としては、例えばメラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、硝化綿系樹脂等を用いる。また、基体シート１との剥離力を調整するためにシリコン系添加剤などを加えても良い。上記樹脂を支持シート６にグラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法で塗工、乾燥して形成する。使用できる厚みとしては０．１μｍ〜２０μｍまで可能だが、安定した剥離性のためには０．３μｍ以上が好ましい。

基体シート１としては、ポリイミド、フェノールイミド、ポリアリレート、ポリエステル、エポキシ等の樹脂を用いる。上記樹脂をインキ化して剥離層２が設けられた支持シート６にグラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、オフセットグラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等で塗工、乾燥して形成する。たとえば厚さ０．０１μｍ〜２０μｍ、好ましくは０．１μｍ〜５μｍである。

その他の工程は先に説明した第一の態様の発明と同様にするとよい。
なお、剥離層２は支持シート６に密着し、支持シート６を剥離する際には支持シート６と共に剥離される。また、剥離層２と支持シート６を剥離する時期はいずれを先にしてもよく、あるいは同時にしてもよい。

基体シート１として厚み２５μｍのＰＥＴフィルムを用い、その上に剥離層２としてアクリル樹脂層をグラビア印刷で厚さ１．５μｍに、回路以外のパターン形状で形成した。剥離層２と基体シート１の剥離力は、１．４Ｎ/ｍｍであった。次に、剥離層２側からシート全面にプラズマ処理をした後、金属薄膜層３として、真空蒸着法でアルミを０．１μｍの膜厚で積層した。次に、剥離シート４として厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムの上に１μｍのウレタン系粘着剤を積層したものを用い、金属薄膜層３の上に貼り合わせた。次に、両者をロールで挟んで、圧をかけて密着させた後、剥離シート４を引き剥し、基体シート１上の剥離層２のない部分に金属薄膜層３が回路として残った回路シートを得た。このようにして得た回路シートは、フレキシブル回路として優れたものであった。

実施例２では基体シート１とその裏面に粘着剤で支持シート６を貼合わせた。なお、本実施例において、実施例１と同様の構成については、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。

支持シート６として厚み２５μｍのＰＥＴフィルムを用い、その上に粘着剤を塗布し、その上に基体シート１として厚さ2μｍのPETフィルムを貼合わせた。次いで、基体シート１上に、剥離層２としてアクリル樹脂層1.5μｍを回路以外の部分にグラビア印刷法で設けた。印刷後の剥離層２と基体シート１の剥離力は、1.4Ｎ/ｍｍであった。剥離層２側からシート全面にプラズマ処理をした後、真空蒸着法でアルミを0.1μｍの膜厚で金属薄膜層３を積層して回路形成用シートを得た。次いで、厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムの上に１μｍのウレタン系粘着剤を積層したものを剥離シート４として用意し、回路形成用シートの金属薄膜層３側に貼り合わせた。剥離シート４と回路形成用シートをロールで挟んで密着させた後、剥離シート４を引き剥した。剥離シート４には、剥離層２とその上に形成された金属薄膜層３の回路を形成しない部分が一体で剥がし取られ、回路形成用シートには、剥離層２のない部分の金属薄膜層３が回路として残った。次いで、基体シート１から支持シート６を剥し、回路が形成された２μｍの回路シートを得た。回路の導電性は0.1Ω／cm²であった。この回路シートはウエアラブル用回路として好適なものであった。

実施例３では基体シート１を支持シート６上に設けた剥離層２に塗布した。なお、本実施例において、実施例１と同様の構成については、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。

支持シート６として厚み３８μｍのＰＥＴフィルムを用い、その上にメラミン樹脂をグラビアリバースコーターで塗布して厚さ0.5μmの剥離層２を得た。次いで、剥離層２の上にグラビアリバースコーターでポリイミドワニスを塗布、乾燥して厚さ2μｍの基体シート１を得た。次いで、基体シート１上に剥離層２として、アクリル樹脂層1.5μｍを回路以外の部分にグラビア印刷法で設けた。印刷後の剥離層２と基体シート１の剥離力は、1．5 Ｎ/ｍｍであった。次いで、剥離層２側からシート全面にプラズマ処理をした後、真空蒸着法でアルミを0.1μｍの膜厚で金属薄膜層３を積層して回路形成用シートを得た。次いで、厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムの上に１μｍのウレタン系粘着剤を積層したものを剥離シート４として用意し、回路形成用シートの金属薄膜層３側に貼り合わせた。次いで、剥離シート４と回路形成用シートをロールで挟んで密着させた後、剥離シート４を引き剥した。剥離シート４には、剥離層２とその上に形成された金属薄膜層３の回路を形成しない部分が一体で剥がし取られ、回路形成用シートには、剥離層２のない部分の金属薄膜層３が回路として残った。
次いで、支持シート６を剥して回路シートを得た。回路の導電性は0.1Ω／cm²であった。この回路シートはウエアラブル用回路として好適なものであった。

１基体シート
２剥離層
３金属薄膜層
４剥離シート
５アンカー層
６支持シート
７パターンマスク
８紫外線硬化粘着剤
９金属箔
１０電磁波硬化接着層
１１紫外線
１２金属箔基材シート
１３接着剤層
１４転写シート
１５電磁波

Claims

基体シートの上に剥離層を所望の回路のネガパターンに積層し、
次に剥離層の上に金属薄膜層を全面的に積層し、
次に金属薄膜層に剥離シートを全面的に貼り合わせ、
次に剥離シートを剥がすことによって、剥離層と共にその上の金属薄膜層を除去して回路を形成することを特徴とする回路シートの製造方法。
基体シートと剥離層との間にアンカー層を積層する請求項１に記載の回路シートの製造方法。
金属薄膜層が、アルミ、スズ、銅、金、銀、鉄、ニッケル、亜鉛、クロム、インジュウム、タングステン、マンガンの金属単体またはこれらの合金または金属化合物である請求項１の回路シートの製造方法。
金属薄膜層が、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法のいずれかで形成されたものである請求項１の回路シートの製造方法。
基体シートの下に支持シートを全面的に積層し、
次に基体シートの上に剥離層を所望の回路のネガパターンに積層し、
次に剥離層の上に金属薄膜層を全面的に積層し、
次に金属薄膜層に剥離シートを全面的に貼り合わせ、
次に剥離シートを剥がすことによって、剥離層と共にその上の金属薄膜層を除去して回路を形成し、
次に支持シートを剥すことを特徴とする回路シートの製造方法。
支持シート上に剥離層を全面的に積層し、
次に剥離層上に基体シートを塗布法によって全面的に積層し、
次に基体シートの上に剥離層を所望の回路のネガパターンに積層し、
次に剥離層の上に金属薄膜層を全面的に積層し、
次に金属薄膜層に剥離シートを全面的に貼り合わせ、
次に剥離シートを剥がすことによって、剥離層と共にその上の金属薄膜層を除去して回路を形成し、
次に支持シートを剥すことによって、同時に剥離層を剥すことを特徴とする回路シートの製造方法。