JP4138824B2 - プラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）等の半導体実装回路テープ等の製造に好適に用いることができる、プラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法に関するものである。

近年、パソコンやテレビなどのディスプレイには、省スペース化等の観点から薄型化が要求されている。そのため、液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等のフラットパネルディスプレイに対する需要が高まっている。これらのフラットパネルディスプレイを駆動させるためには、通常駆動用の半導体が用いられ、このような駆動用の半導体の多くは、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）等の半導体実装用回路テープ（以下、単に「回路テープ」とも記す。）に実装される。

これらの回路テープは、通常次の方法により製造される。
まず、ポリイミド樹脂などのプラスチックフィルム３にエポキシ樹脂等からなる接着剤層４を形成してから、デバイスホールと呼ばれる開口部５をパンチングにより形成する。そして、多くの場合、パンチング時の接着剤の金型への付着等を防ぐために、接着剤層４の上に、後に容易に剥離が可能な保護フィルム層８を形成する。尚、保護フィルム層８は必ずしも設けなくてもよい。
このようにして得られたプラスチックフィルム−接着剤層積層体２（以下、単に積層体２ともいう。）の例を図１に示す。尚、図１（ａ）は、プラスチックフィルム−接着剤層積層体２の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は、同（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。

次に、この開口部が形成された積層体２の接着剤層４側に、保護フィルム層８を剥がしてから、銅箔等の導体金属箔６をラミネータ等で仮接合して、プラスチックフィルム３と導体金属箔６とが接着剤層４を介して貼り合わされた仮接合体１を得る。このようにして得られた仮接合体の例を図２に示す。尚、図２（ａ）は、仮接合体の一例を示す平面図であり、図２（ｂ）は、同（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

次に、仮接合体１の接着剤層４を加熱硬化させることによりプラスチックフィルム−導体金属箔積層体を得る。その後、更にプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の両端部にスプロケットホールと呼ばれる搬送用の連続穴を形成し、銅エッチング用感光性レジストの塗布、露光、現像、銅エッチング、レジスト剥離等により回路を形成し、その回路を保護するための保護用レジスト層を形成することにより、回路テープを得ることができる。

この回路テープの製造方法は、従来から行われてきたものである。しかしながら、前記銅エッチングによる回路の形成ができなくなるという不具合が発生した。その原因を追求すると接着剤層４の加熱硬化の工程に原因があることが判った。
即ち、導体金属箔６が仮接合された仮接合体１の接着剤層４の加熱硬化は、図３に示すように、通常アルミニウム製等のスポークリール１１に巻き取られた状態で行われる。その際、接着剤中の樹脂、オリゴマー、残存モノマー、硬化剤等の成分が加熱されて揮発成分として発生し、それがプラスチックフィルム３と接着剤層４に形成された開口部５周辺の導体金属箔６の表面７を汚染するため、導体金属箔をエッチング加工する際の不具合が発生したことが判った。

一方、製造されるプラスチックフィルム−導体金属箔積層体に反りやうねりといった不具合が発生する不都合も発生した。その原因を調査すると、接着剤の硬化状態やプラスチックフィルムの熱収縮等にばらつきが生じ、このばらつきは接着剤硬化時にスポークリールに巻かれた材料の温度の不均一が原因であることが判った。
また、導体金属箔の接着力が不安定になりやすいという問題があった。その原因を調査すると、この問題も、接着剤硬化時にスポークリールに巻かれた材料の温度が不均一になっていることが原因であることが判った。

本発明の目的は、ＴＡＢ等の回路テープの製造に好適に用いることができ、耐熱性及び寸法安定性に優れ、導体金属箔表面の汚染が極めて少ない、プラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法を提供することにある。

本発明によれば、以下に示すプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法が提供される。
〔１〕プラスチックフィルムに接着剤層を形成し、更に穴あけ加工を施した後、導体金属箔を接着剤層を介してプラスチックフィルムに貼り合わせて積層体を形成する、プラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法において、
前記導体金属箔の貼り合わせが、導体金属箔を前記プラスチックフィルムに接着剤層を介して仮接合させる仮接合工程と、接着剤層を熱硬化させる熱硬化工程の少なくとも二つの工程からなり、該熱硬化工程において、導体金属箔が仮接合されたプラスチックフィルムを共巻き用金属箔と共巻きにした状態で、接着剤層の熱硬化を行うことを特徴とするプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。
〔２〕該共巻き用金属箔の２７℃における熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする前記〔１〕に記載のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。
〔３〕該共巻き用金属箔が銅箔であることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。
〔４〕該共巻き用金属箔の厚みが５〜５０μｍであることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。
〔５〕該プラスチックフィルムがポリイミドフィルムであることを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。
〔６〕該導体金属箔が銅箔であることを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。
〔７〕該接着剤層の熱硬化を７０℃以上の温度で行うことを特徴とする前記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。

本発明の請求項１に係わるプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法によれば、導体金属箔がプラスチックフィルムに仮接合された仮接合体の接着剤層を熱硬化させる際に、更にもう１層の共巻き用金属箔を仮接合体と共巻きさせた状態で行うので、接着剤硬化の際の温度が均一になり、接着剤の硬化不良やプラスチックフィルムの熱収縮のばらつきといった問題が起こり難く、そのため耐熱性が向上し、導体金属箔がエッチング加工されたプラスチックフィルム−導体金属箔積層体を加熱処理したときの寸法変化率のばらつきが抑えられる。更には接着剤層からの揮発成分による導体金属箔表面の汚染といった問題が起こり難く、導体金属箔のエッチング加工における不具合の発生の虞がない。
請求項２に係るプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法によれば、共巻き用金属箔の２７℃における熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることから、より接着剤を硬化させる際の加熱温度を均一にすることが可能である。
請求項３に係るプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法によれば、共巻き用金属箔として銅箔を用いることにより、より低コストで安定的にプラスチックフィルム−導体金属箔積層体を製造することができる。
請求項４に係るプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法によれば、共巻き用金属箔として、５〜５０μｍの厚みの金属箔を用いることにより、ハンドリング時や接着剤硬化時のしわ等の不具合を発生させることなく、より生産性に優れるプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造が可能となる。
請求項５に係るプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法によれば、プラスチックフィルムとしてポリイミドフィルムを用いることにより、耐熱性に優れるプラスチックフィルム−導体金属箔積層体を安定して製造することができる。
請求項６に係るプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法によれば、導体金属箔として銅箔を用いることにより、低コストで、ＴＡＢ等に使用した場合、高精度な回路パターンを形成可能なプラスチックフィルム−導体金属箔積層体を安定して製造することができる。
請求項７に係るプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法によれば、接着剤の硬化を７０℃以上で行うことにより、短い時間で接着剤を硬化することが可能となり、生産性をより向上させることができる。

以下、本発明のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法について詳細に説明する。

本発明のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法においては、プラスチックフィルム３に接着剤層４を形成し、更に開口部５を形成する穴あけ加工を施した後、導体金属箔６を接着剤層を介してプラスチックフィルムに貼り合わせることにより、プラスチックフィルム−導体金属箔積層体（以下、単に積層体とも記す。）を製造する。

本発明で用いるプラスチックフィルム３としては、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、液晶ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド等任意のプラスチックフィルムが挙げられ、特に耐熱性や寸法安定性等の観点から、ポリイミドフィルムを用いることが好ましい。

プラスチックフィルム３の厚みとしては、通常１０〜２００μｍ、好ましくは２０〜１２５μｍ、更に好ましくは２５〜１００μｍのものを用いることができる。該厚みが１０μｍ以上であれば、回路テープとして用いるのに十分な強度を有し、２００μｍ以下であれば、経済性を損ねることがない。

また、得られる積層体の平坦性や導体金属箔エッチング後の寸法安定性を向上させるため、本発明で使用するプラスチックフィルムは、その線膨張係数が１０〜３０ｐｐｍ／Ｋの範囲にあることが好ましく、１５〜２５ｐｐｍ／Ｋの範囲にあることがより好ましい。

本発明方法で得られる積層体の接着剤層４を構成する接着剤としては、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の接着剤が挙げられる。これらの中では、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂をブレンドしたものが、安価であり、耐熱性や接着剤に優れていることから、好適に用いることができる。熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂をブレンドする場合、その割合は好ましくは重量比率で熱可塑性樹脂：熱硬化性樹脂＝１０：９０〜９０：１０の範囲であり、より好ましくは２０：８０〜８０：２０である。

また、接着剤としてエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いた場合、その硬化剤もしくは硬化触媒として、フェノール樹脂、アミン類、酸無水物、イミダゾール類もしくはジシアンジアミド等を併用することができる。更には、必要に応じて、シリカや炭酸カルシウム等のフィラー類やシランカップリング剤等を添加しても良い。硬化剤の添加量は、通常熱硬化性樹脂の添加量に対して、０．５〜３００重量％である。

プラスチックフィルム３上に接着剤層４を形成する方法としては、任意の方法が採用でき、例えば、プラスチックフィルムに直接接着剤を塗布する方法や、予め離型処理が施されたポリエステル等の剥離可能なフィルム上に接着剤層を形成した後、プラスチックフィルム上に転写する方法等が挙げられる。特に、後述のパンチング加工等による穴開け加工時の金型への接着剤の付着を防ぐために、離型処理が施されたポリエステルフィルム等の剥離可能なフィルム上に接着剤層を形成したものをプラスチックフィルムに貼り合わせ、、剥離可能なフィルムを保護フィルム層８として、一括して穴開けすることも可能であり、好ましい。

保護フィルムとしては、上記ポリエステルフィルムや、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等の任意のフィルムを用いることができる。

接着剤層４の厚みは、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは１０〜４０μｍである。該厚みが５μｍ以上であれば、導体金属箔６との界面に空隙が形成されることなく強固に接着させることができ、１００μｍ以下であれば耐熱性や寸法安定性を損なう虞が小さい。

このようにして接着剤層４が形成されたプラスチックフィルム３に、開口部５を形成する穴開け加工を施す方法としては、金型を用いたパンチング加工等従来公知の任意の方法を採用することができる。なお、接着剤層４上に保護フィルム層８を形成して穴開け加工を施した場合、次の貼り合わせ工程の前に、保護フィルム層８を引き剥がすことを要する。

本発明方法においては、このようにして得られた穴開け加工が施されたプラスチックフィルム−接着剤層積層体に、導体金属箔６を貼り合わせることにより（貼り合わせ工程）、プラスチックフィルム−導体金属箔積層体を製造する。該貼り合わせ工程は、導体金属箔６を前記接着剤層４を介してプラスチックフィルムに仮接合して仮接合体１を製造する仮接合工程と、該接着剤層４を熱硬化させる熱硬化工程の少なくとも二つの工程からなる。

本発明方法において使用される導体金属箔６は、エッチング加工されて、導体回路として機能するものであり、銅箔、ニッケル箔、アルミニウム箔等の任意の金属箔を用いることができる。その中でも、安価で、エッチング加工が容易である等の観点から、銅箔を用いることが好ましい。

導体金属箔６の厚みは、好ましくは３〜３５μｍ、より好ましくは５〜２０μｍである。該厚みが３μｍ以上であれば回路として機能するために必要な電流を流すことが可能であり、３５μｍ以下であれば、フラットパネル駆動用半導体を搭載する回路テープに要求される高精細な回路パターンを容易に形成することができる。

本発明方法の仮接合工程においては、接着剤層４が設けられたプラスチックフィルム３（積層体２）と導体金属箔６とを熱ラミネータ装置等を用いて接合することにより仮接合体１が形成される。

本発明方法の熱硬化工程においては、仮接合体を共巻き用金属箔と共巻きにした状態で、接着剤層の熱硬化を行う。即ち、仮接合体１は、図３に示すように、通常スポークリール１１に巻き取られる際に、図４に示すように、仮接合体１と共巻き用金属箔１２とを共巻きにしながら巻き取られ、これらを共巻きにした状態で、接着剤層を熱硬化させる。

接着剤層の熱硬化温度は、使用する接着剤の種類によって好ましい温度を選択することができるが、熱可塑性樹脂にエポキシ系熱硬化性樹脂をブレンドしたものを用いる場合、７０℃以上が好ましく、１００℃以上がより好ましい。熱硬化温度が、７０℃以上であれば、接着剤の硬化を生産性良く効率的に行うことができ、耐熱性にも優れた積層体を得ることができる。

このように、接着剤層の熱硬化工程において、共巻き用金属箔１２を用いると、接着剤層４から発生する揮発成分の再付着等による導体金属箔の表面７の汚染が防止されるとともに、リール１１に巻かれたプラスチックフィルム３、接着剤層４及び導体金属箔６の温度を均一にすることができ、接着剤層４の硬化度のばらつきを小さくでき、更には接着剤層４を介して導体金属箔６と貼り合わせられるプラスチックフィルム３の熱収縮率等の熱特性のばらつきを低減できるという効果が得られる。

接着剤層等を均一に加熱するためには、共巻き用金属箔の熱伝導率は、２７℃において１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましく、３００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが更に好ましく、３５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが特に好ましい。尚銅箔の熱伝導率は４０２Ｗ／ｍ・Ｋ、銀熱伝導率は４２７Ｗ／ｍ・Ｋである。

本発明方法で用いる共巻き用金属箔としては、銅箔、アルミニウム箔、ニクロム箔、タングステン箔、ステンレス箔等の合金箔を含む任意の金属箔を用いることが可能である。これらの中では、安価であり、熱伝導度に優れているという観点から、銅箔を用いることが好ましい。

本発明方法に用いる共巻き用金属箔の厚みは、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは１０〜４０μｍである。５〜５０μｍの厚みの共巻き用金属箔を用いることで、ハンドリング時のしわの発生等の不具合を防止することができる。

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。

〔実施例１〕
ポリアミド樹脂（富士化成工業株式会社製トーマイドＰＡ−１００、２０％イソプロピルアルコール溶液）１００ｇ、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート８２８）８ｇ、アルキルフェノール樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製ＴＤ−２６２５、５０％メチルエチルケトン溶液）１０ｇ及び２−エチルイミダゾール０．５ｇを混合して、接着剤組成物を調製した。

次に、得られた接着剤組成物を、厚さ２５μｍの離型処理が施されたポリエステルフィルム（三菱化学ポリエステルフィルム株式会社製、ＭＲＸ）上に乾燥後２５μｍの厚さになるように塗布し、１００℃で５分間乾燥させ、更に厚さ７５μｍのポリイミドフィルム（宇部興産株式会社製、ユーピレックス７５Ｓ）と貼り合わせて、保護フィルム層及び接着剤層が設けられたポリイミドフィルムを作成した。次に、連続プレス装置を用いて、接着剤層が設けられたポリイミドフィルムに穴開け加工を施して、保護フィルム層を有するプラスチックフィルム−接着剤層積層体を得た。

その後、保護フィルムを引き剥がし、熱ラミネート装置により１２０℃で、１２μｍ厚の導体用電解銅箔（三井金属株式会社製ＳＱ−ＶＬＰ）をプラスチックフィルム−接着剤層積層体に仮接合して、仮接合体を得た。次に、ポリイミドフィルムと導体用銅箔の仮接合体を、１８μｍ厚の電解銅箔（日鉱マテリアルズ株式会社製ＪＴＣ箔）と共巻きしながら、アルミニウム製のスポークリールに巻き取り、大気オーブン中で１７０℃、６０分の条件で接着剤を硬化させて、ポリイミドフィルム−導体用銅箔積層体を製造した。

得られた、ポリイミドフィルム−導体用銅箔積層体は全長に渡って概ねフラットであり、反りやねじれといった不具合の発生は認められなかった。また、ポリイミドフィルム及び導体用銅箔の接着力は、それぞれ、１．０ｋＮ／ｍ、１．２ｋＮ／ｍと強固に接着していた。

また、導体用銅箔表面には接着剤からの揮発成分等による汚染は特に認められず、良好な回路形成が可能であった。

〔実施例２〕
共巻き用金属箔として１２μｍ厚の電解銅箔（日鉱マテリアルズ株式会社製ＪＴＣ箔）を用いた以外は実施例１と同様にポリイミドフィルム−導体用銅箔積層体を製造した。

得られた、ポリイミドフィルム−導体用銅箔積層体は全長に渡って概ねフラットであり、反りやねじれといった不具合の発生は認められなかった。また、ポリイミドフィルム及び導体用銅箔の接着力は、それぞれ、１．０ｋＮ／ｍ、１．１ｋＮ／ｍと強固に接着していた。

また、導体用銅箔表面には接着剤からの揮発成分等による汚染は特に認められず、良好な回路形成が可能であった。

〔実施例３〕
共巻き用金属箔として３５μｍ厚のアルミニウム箔を用いた以外は実施例１と同様にポリイミドフィルム−導体用銅箔積層体を製造した。

得られた、ポリイミドフィルム−導体用銅箔積層体は全長に渡り概ねフラットであり、反りやねじれといった不具合の発生は認められなかった。また、ポリイミドフィルム及び導体用銅箔の接着力は、それぞれ、１．１ｋＮ／ｍ、１．３ｋＮ／ｍと強固に接着していた。

また、導体用銅箔表面には接着剤からの揮発成分等による汚染は特に認められず、良好な回路形成が可能であった。

〔比較例１〕
実施例１と同様に接着剤組成物を調製し、該接着剤組成物を用いて、実施例１と同様に保護フィルム層及び接着剤層が設けられたポリイミドフィルムを作成し、実施例１と同様に接着剤付ポリイミドフィルムに穴開け加工を施して、保護フィルム層を有するプラスチックフィルム−接着剤層積層体を得た。

その後、実施例１と同様に、仮接合体を得た。仮接合されたポリイミドフィルムと導体用銅箔の仮接合体を、共巻き用金属箔を用いずに、そのままアルミニウム製のスポークリールに巻き取り、大気オーブン中で１７０℃３０分の条件で接着剤を硬化して、ポリイミドフィルム−導体用銅箔積層体を製造した。

得られたポリイミドフィルム−導体用銅箔積層体には、接着剤硬化の際の温度が不均一であったことによる若干のうねりが確認された。また、接着剤硬化の際に発生する接着剤からの揮発成分による汚染が、ポリイミドフィルムと接着剤の開口部周辺の導体用銅箔上に確認された。そのため導体用銅箔上に回路状にレジストパターンを形成し、更に塩化第２鉄水溶液でエッチング加工して回路形成を施した際に、導体表面の汚染に起因するエッチング不良及びレジスト剥がれによる回路の断線といった不具合が発生した。

〔比較例２〕
共巻き用金属箔の代わりに厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを共巻きした以外は実施例１と同様にポリイミドフィルム−導体用銅箔積層体を製造した。

得られたポリイミドフィルム−導体銅箔積層体の導体銅箔表面には、特に接着剤からの揮発成分による汚染は認められなかったが、接着剤硬化の際に温度が不均一であったためと思われる、ポリイミドフィルム−導体銅箔積層体のうねりが確認された。

図１（ａ）は、プラスチックフィルム−接着剤層積層体の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は、同（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。 図２（ａ）は、仮接合体の一例を示す平面図であり、図２（ｂ）は、同（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図３は、仮接合体がスポークリールに巻き取られた状態の説明図である。 図４は、仮接合体と共巻き用金属箔とが共巻きにされた状態の説明図である。

符号の説明

１ 仮接合体
２ プラスチックフィルム−接着剤層積層体
３ プラスチックフィルム
４ 接着剤層
５ 開口部
６ 導体金属箔
７ 導体金属箔の表面
８ 保護フィルム層
１１ スポークリール
１２ 共巻き用金属箔

Claims (7)

1. プラスチックフィルムに接着剤層を形成し、更に穴あけ加工を施した後、導体金属箔を接着剤層を介してプラスチックフィルムに貼り合わせて積層体を形成する、プラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法において、
   前記導体金属箔の貼り合わせが、導体金属箔を前記プラスチックフィルムに接着剤層を介して仮接合させる仮接合工程と、接着剤層を熱硬化させる熱硬化工程の少なくとも二つの工程からなり、該熱硬化工程において、導体金属箔が仮接合されたプラスチックフィルムを共巻き用金属箔と共巻きにした状態で、接着剤層の熱硬化を行うことを特徴とするプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。
2. 該共巻き用金属箔の２７℃における熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。
3. 該共巻き用金属箔が銅箔であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。
4. 該共巻き用金属箔の厚みが５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。
5. 該プラスチックフィルムがポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。
6. 該導体金属箔が銅箔であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。
7. 該接着剤層の熱硬化を７０℃以上の温度で行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のプラスチックフィルム−導体金属箔積層体の製造方法。

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