JP2767704B2

JP2767704B2 - フレキシブル金属箔積層板の製造方法

Info

Publication number: JP2767704B2
Application number: JP16691889A
Authority: JP
Inventors: 重之穴戸; 拓志佐藤; 守次森田; 秀行山中; 光幸内藤
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1989-06-30
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: JPH0332832A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、耐熱性に優れ、ひずみが少なく皺や折れ
皺、端部での折重ねを発生させないFMCLの製造方法に関
するものである。

（従来の技術）金属箔層とプラスチックフィルムを積層して構成され
るFMCLは、包装用材料、フレキシブルプリント回路基板
（フレキシブルプリント配線板）、電磁波シールド導線
被覆材、電磁波シールドフィルムその他などに、金属と
プラスチックの両材料の特徴が総合活用された素材とし
て大量に使用されている。

しかしながら、従来のFMCLはプラスチックフィルムと
金属箔を接着剤により接着する方法で製造されているた
めに、この耐熱性、耐薬品性、難燃性、電気特性、ある
いは密着性といったFMCLとして重要な諸特性は使用する
接着剤の物性に支配されてしまいプラスチック自体が元
々有する優れた諸特性を十分にいかすことができないも
のであった。

かかる問題を解決する方法として、金属箔上に高分子
溶液を流延塗布し、しかる後、乾燥硬化させて、接着剤
を用いない金属層とプラスチック層からなる長尺状の２
層のFMCLを製造する方法が開発されている。このような
２層のFMCLの乾燥硬化工程においては、ストレート炉、
アーチの緩やかな炉、エアフロート炉、サインカーブ
炉、ピンテンター炉など、従来から用いられている通常
の乾燥硬化炉が使用されているのが現状である。

（発明が解決しようとする課題）金属箔上に高分子溶液を流延塗布し製造する接着剤を
用いない２層のFMCLに於いては、金属箔上に流延塗布し
た高分子溶液の初期溶剤蒸発に伴う体積収縮による収縮
応力、最終乾燥硬化段階における高分子の硬化反応によ
る内部応力、さらにプラスチック層と金属箔層との熱膨
張係数の差異による内部応力などによりプラスチックが
収縮しようとするため、プラスチック層を内側としてカ
ールを生じる。このため、従来から用いられているスト
レート炉、アーチの緩やかな炉、エアフロート炉、サイ
ンカーブ炉などで乾燥硬化させた場合には、このカール
しようとする応力によりFMCLに皺や折れ皺が発生した
り、端部が２重、３重以上に折れ重なったりして満足な
FMCLを作ることができない。またピンテンター炉におい
ては端部の折れ重ねは無くなるが他の炉よりも皺や折れ
皺が発生し、かつひずみが大きく、満足なFMCLを得るこ
とができない。この乾燥硬化工程に於ける皺は、例えば
フレキシブルプリント回路基板として使用した場合に
は、良好の回路形成を阻害し、機械的性質、電気的性質
等の各種物性を低下させるだけでなく耐屈曲性を著しく
低下させ製品の信頼性を損なう。

かかる課題を解決するための先行技術として例えば、
特開昭63−74635号には、金属箔層を内側として連続的
に湾曲保持しながら乾燥硬化を行うことによりカールを
低減させようとしているが、我々の検討によると、この
方法では実は、プラスチック層（ポリイミド層）と金属
箔層とが実質的に同程度の熱膨張係数をもつ場合にのみ
カールが防止出来るのであり、プラスチック層と金属箔
層との熱膨張係数が異なる場合には適用できず、更にプ
ラスチック層を内側とする場合にも適用できないのであ
る。

このように２層のFMCL製造者は、乾燥硬化工程でのカ
ールによる皺や折れ皺や端部の折れ重ねを減少させるこ
とに苦慮している。本発明は、このような従来の問題に
着目してなされたもので、接着剤を用いない２層のFMCL
製造法の乾燥硬化工程において、FMCLを適切な姿勢に保
持しつつ乾燥硬化を行わせて、カールしようとする応力
による皺や折れ皺、端部での２重、３重の折れ重ねを防
止し、品質の良好な２層のFMCLを提供するものである。

（課題を解決するための手段）この発明に係わるFMCLの製造方法について、本発明者
らは、詳細は分析と検討を行った結果、内部応力に起因
する皺や端部の折れを防止するには、乾燥硬化工程に於
いてFMCLを平らな状態に保つことが極めて重要であるこ
とを見い出し、ここで使用される乾燥硬化装置に於ける
FMCLの支持方法を極めて巧妙に工夫する事により、内部
応力が存在してもカールによる折れや皺を発生しない製
造方法を完成するに到った。

すなわち本発明によるFMCLの製造方法は、金属箔上に
高分子溶液を流延塗布し、しかる後乾燥硬化させて金属
箔層とプラスチック層からなる長尺状のフレキシブル金
属箔積層板（Flexible Metal Clad Laminate。以下、FM
CLという。）を連続的に製造する方法の該乾燥硬化工程
において、該FMCLを支持体により500mm以下の間隔で支
持し、かつ隣あう支持体によりFMCLに生ずる角度を178.
5゜以下とすることを特徴とするFMCLの製造方法、であ
る。

以下、図面により本発明を詳細に説明する。第１図は
この説明のための模式図である。FMCLは、連続乾燥硬化
中、支持体により距離Ａの間隔で支持され、かつ相隣る
支持体により角度αで以て支持される。

本発明において、支持体の間隔Ａは500mm以下、好ま
しくは300mm以下、更に好ましくは250mmであり、支持体
の干渉しない限り小さくても良く、例えば、支持体が直
径20mmのロールである場合には、Ａの最小値は21mm程度
となる。角度αは178.5゜以下、好ましくは178゜以下で
あり、例えば、第２図に示す如く０゜でも良い。Ａが50
0mmを越える場合には、恐らくは支持体による押し拡げ
効果が支持体と支持体との間の中央部分付近で弱くなる
ため、FMCL端部に第３図に示す如き２重、３重の折れ重
ねが生ずる。角度αが178.5゜より大きな場合にもやは
り支持体による支持体上での押し拡げ効果が弱くなるた
めか支持体上で皺や折れ皺が発生する。Ａが本発明で規
定する500mm以下で、かつαが178.5゜以下の場合にのみ
折れ重ねや皺、折れ皺が生じない良好なFMCLを得ること
ができるのである。

先に述べた如く、２層FMCLにおいては各種原因により
プラスチック層に収縮しようとする応力が発生する。こ
の応力により、例えばエッチングなどにより金属箔層を
除去した場合、プラスチック層はエッチング前より収縮
し、寸法が短くなる。この収縮量、即ち金属箔層とプラ
スチック層との寸法差が大きいものほどカールしようと
する力が大きくなる。

FMCLのこの寸法差は寸法差＝（ΔL/L₀）×100％で求めることが出来る。

ここで、ΔＬ＝エッチングにより収縮した収縮量 L₀＝エッチング前のプラスチック層の長さ
（即ちFMCLの長さ）金属箔層とプラスチック層とに0.2％以上５％以下好
ましくは２％以下の寸法差のある場合には、カールしよ
うとする力が大きく、本発明による製造方法が特に有効
である。

本発明による支持体はどのような形状、どのような材
質のものであってもよい。第１図においては支持体はロ
ール（状のもの）を示しているが、ロールの場合には固
定でも回転させても良く、摩擦力を減少させる目的でFM
CLの搬送速度と同期させて駆動を行ってもよい。

また、本発明においては、第４図に示す如く支持体を
スリットノズル等から吹き出した高温の気体とすること
も可能であるが、かかる方式を採用した場合には、この
高温の気体によりプラスチック層の乾燥硬化が効率的に
行われるようになると同時に、支持体上での摩擦を減少
させることができるため張力を低下することができ、皺
や折れ皺が更に生じ難くなるので特に好ましい。

この発明に使用されるプラスチックとしては、例え
ば、ポリイミド、ポリアラミド、ポリアミドイミド、ポ
リエステル、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォ
ン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサル
ファイド、ポリパラバン酸、ポリプロピレン、ポリエチ
レン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ四弗化エチ
レン、ポリ三弗化塩化エチレン、ポリ四弗化エチレン・
六弗化プロピレン共重合体、ポリ弗化ビニリデンなどが
あるが、勿論これらのみに限定されるものではなく、ま
たプラスチック層は複数の異なった種類の層からなるも
のであってもよく、これらの混合物または共重合体例え
ば、ポリイミド−ポリアミド、ポリイミド−ポリアミド
・イミドの如きものであってもよく、通常イミド化によ
る収縮量が大きいポリイミドを使用したFMCLに特に効果
が大きい。

一方、この発明の積層板におけるプラスチック層の厚
さは、１〜200μｍ、好ましくは、３〜100μｍ、更に好
ましくは５〜50μｍの範囲内であり、薄過ぎれば積層体
自体を保持する支持体としてその作用を果たすことがで
きないのであり、また厚過ぎれば、取り扱い、加工など
が困難になる。

FMCLの金属箔層は、好ましくは、銅、アルミニウム、
金、銀、ニッケル、これらを含む合金その他の合金製で
あり、特に好ましくは銅およびまたはアルミニウムから
なる。金属箔層の厚さは、好ましくは５〜100μｍであ
る。金属箔層とプラスチック層との接着性向上の為にカ
ップリング剤の薄層を金属箔層とプラスチック層との間
に介在させてもよい。

FMCLを搬送する際の張力はFMCLを搬送できるだけの張
力があればよく、好ましくは10g/cm以上、2000g/cm以
下、更に好ましくは20g/cm〜1000g/cmである。

なお、本発明はカールしようとする力の小さい予備乾
燥工程には従来のストレート炉やアーチの緩やかな炉な
どを用い、溶剤含有量が50％程度以下なってカールする
力が大きくなる乾燥硬化工程には本発明の方法を適用す
るなど、従来の技術と組合せてもよい。

また、本発明における第１図に示したＡ及びαは、そ
れぞれ500mm以下でかつ178.5゜以下であれば特に一定で
なくてもよい。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

（実施例）実施例１４、４′−ジアミノジフェニルエーテルとピロメリッ
ト酸二無水物から成るＮ−メチルピロリドンを溶媒とし
た、不揮発分20重量％のポリアミド酸ワニスを厚さ35μ
ｍ、幅530mmの長尺電解銅箔上に、150μｍの厚さに塗工
機を用いて流延塗布し、予備乾燥して高分子層の残溶媒
量を50重量％とした。

これを第５図に示す如く、支持体として、直径50mmの
ロールを用い、ロール間隔220mm、FMCLのなす角度178゜
とした乾燥硬化炉で、張力100gf/cmの張力を加えて0.2m
/minの搬送速度で連続的に乾燥硬化させポリイミドと銅
から成る２層FMCLを得た。乾燥硬化のFMCLの温度は140
℃から400℃まで連続的に上昇するような加熱状態とし
た。

この乾燥炉を用いたFMCLの製造において得られたFMCL
はカールが強く、寸法差は0.55％であったが、カールの
発生に起因する皺や折れ皺、端部の折れ重ね等はなく良
好な製品が得られた。

本実施例１では、ロール間隔が本発明で規定する500m
m以下の220mmであり、かつFMCLのなす角度が本発明規定
の178.5゜以下の178゜であるためカールの発生に起因す
る皺や折れ皺、端部の折れ重ね等のない良好な製品を得
ることができたのである。

実施例２実施例１で作成した予備乾燥を終了した２層FMCLを用
いて、これを第６図に示す如く、支持体としてスリット
ノズルから吹き出されたエアーを用い、ノズル間隔250m
m、FMCLのなす角度177゜に設置した、張力60gf/cmの張
力を加えて0.5m/minの搬送速度で連続的に乾燥硬化させ
た。乾燥硬化のFMCLの温度は、140℃から380℃まで連続
的に上昇するような加熱状態とした。ノズルから吹き出
す気体により、FMCLは支持体に無接触で連続的に乾燥硬
化され、得られたFMCLは実施例１と同様にカールが強
く、寸法差は0.55％であったが、皺や折れ皺、端部の折
れ重ねがない良好な製品が得られた。

本実施例２では、支持体の間隔が本発明で規定する55
0mm以下の250mmであり、かつFMCLのなす角度が本発明規
定の178.5゜以下の177゜であるためカールの発生に起因
する皺や折れ皺、端部の折れ重ね等のない良好な製品を
得ることができると共に、支持体としてスリットノズル
から吹き出した高温のエアーを用いたため、効率的にFM
CLを得ることができたのである、比較例１実施例１で作成した予備乾燥を終了した２層FMCLを用
いて行い、これを第７図に示す如き、ロール間隔800m
m、角度175.8゜としたアーチ炉を使用して、張力100gf/
cm、搬送速度0.2m/minで連続的に乾燥硬化させた。この
ときのFMCLの温度は140℃から400℃まで連続的に上昇す
るような加熱状態とした。このようにしてポリイミドと
銅から成る２層FMCLを連続的に作成することを試みた
が、FMCLにカールが発生し、端部が６重に折れ重なり、
得られたFMCLは実用上使用に耐えるものではなかつた。

本比較例１の場合には、支持体の角度は175.8゜と本
発明で規定する178.5゜以下であり本発明の範囲内であ
るが、支持体の間隔800mmと本発明規定の500mmを越えて
いるため端部の折れ重ねが生じ、良好なFMCLを作成する
ことができなかったのである。

比較例２実施例１と同様に予備乾燥を行ったFMCLを使用して、
これを第８図に示す如き、ロール間隔250mm、角度179.3
゜としたアーチの緩やかな炉を使用して、張力100gf/c
m、搬送速度0.2m/minで連続硬化させた。このときのFMC
Lの温度は140℃から400℃まで連続的に上昇するような
加熱状態とした。このようにしてポリイミドと銅から成
る２層FMCLを連続的に作成することを試みたがFMCLにカ
ールが発生して、支持体上で折れ皺が発生し、つづいて
端部の折れ重ねが生じ、得られたFMCLは実用上使用に耐
えるものではなかつた。

本比較例２の場合には、支持体の間隔は250mmと500mm
以下であり本発明規定の範囲内であるが、支持体の角度
については179.3゜と本発明で規定する178.5゜を越えて
いるため折れ皺や折れ重ねを生じ良好なFMCLを得ること
ができなかったのである。

比較例３実施例１と同様に予備乾燥を行ったFMCLを使用して、
次にこれを第９図に示す如き、ロール間隔765mm、角度1
35゜、としたアーチ炉を使用して、張力100gf/cm、搬送
速度0.45m/minで連続硬化させた。このときのFMCLの温
度は180℃から400℃まで連続的に上昇するような加熱状
態とした。このようにしてポリイミドと銅から成る２層
FMCLを連続的に作成することを試みたがFMCLの端部に２
重、３重の折れ重ねが生じ、中央部にも皺が生じ、得ら
れたFMCLは実用上使用に耐えるものではなかった。

比較例３の場合には、支持体の角度は135゜と178.5゜
以下であり、本発明で規定する範囲内に十分入っている
が、支持体の間隔が765mmと本発明規定の500mmを越えて
いるため折れ皺や折れ重ねを生じ良好なFMCLを得ること
ができなかったのである。

（発明の効果）以上のように、本発明のフレキシブル金属箔積層板の
製造方法を用いれば、２層のFMCLの製造に於いて乾燥硬
化工程におけるカールに起因する皺や折れ皺、端部の折
れ重ねがない良好なFMCLを連続的に製造することができ
ると共に、硬化炉を直線状とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における支持体の間隔及びFMCLに生じる
角度を示す模式図であり、第２図はFMCLに生ずる角度が０゜の場合の説明図であ
り、第３図は端部での折れ重ねの状態を示す斜視図であり、第４図は支持体としてスリットより吹き出された気体を
用いる時の模式図である。第５図、第６図はそれぞれ実施例１、実施例２における
支持体の間隔、FMCLに生ずる角度を示す模式図である。第７図、第８図、第９図はそれぞれ比較例１、比較例
２、比較例３における支持体の間隔、FMCLに生ずる角度
を示す模式図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭52−146489（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−31753（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−49251（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B32B 15/08 H05K 1/03 H05K 9/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】金属箔上に高分子溶液を流延塗布し、しか
る後乾燥硬化させて金属箔層とプラスチック層からなる
長尺状のフレキシブル金属箔積層板（Flexible Metal C
lad Laminate。以下、FMCLという。）を連続的に製造す
る方法の該乾燥硬化工程において、該FMCLを支持体によ
り500mm以下の間隔で支持し、かつ隣あう支持体によりF
MCLに生ずる角度を178.5゜以下とすることを特徴とする
FMCLの製造方法。
【請求項２】乾燥硬化後のFMCLのプラスチック層と金属
箔層とに0.2％以上の寸法差のある請求項１記載の方
法。
【請求項３】FMCLのプラスチック層がポリイミドである
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】支持体がスリットノズルより吹き出された
気体である請求項１〜３のいずれかに記載の方法。