JP4970526B2 - 支持体付き銅箔積層体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明はプリント回路基板を製造するのに用いられる支持体付き銅箔積層体及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、例えば、銅箔を金属製支持体に接着し、この支持体付き銅箔を使用してガラス繊維強化エポキシ樹脂等のプリプレグシート（本明細書ではこれらを総称して「プリプレグシート」と言う。）と銅箔を張合せてプリプレグシート付き積層体を作製し、これをプリント回路基板への積層に用いるものであり、積層体の強度を向上させて変形を防止するとともに、取扱いを容易にし、しかも銅箔表面に樹脂の粉等の汚染物が付着しないようにした支持体付き銅箔積層体及びその製造方法に関する。

従来、プリント回路基板の銅箔積層工程では、図３に示すように、回路が形成されたコア基板５と銅箔（シート）７（Ｍ面：粗化面）の間にプリプレグシート８を配し、これを中間板と称する厚さ２ｍｍ程度のステンレススチール（ＳＵＳ）製の定板９で挟み込んだものをホットプレス装置１０により積層するという手法により製造されている。
この時の積層体をプレスする圧力は、一般に４０ｋｇ／ｃｍ^２、温度は１８０°Ｃ程度が用いられている。
この場合、プリプレグシート８は銅箔７よりも一回り小さめのものが使用されている。なぜならば、銅箔７と同じ大きさのプリプレグシート８を用いた場合、積層時に軟化した樹脂が流動し銅箔シートの外に押し出され、その部分の上下積層シートがつながって積層ブロックと化してしまい、積層後の解体が困難になるからである。

上記積層セッティング工程ではステンレス中間板９に銅箔７を載せるという作業を要するが、現在これを簡略化するために、図４に示すようにアルミニウム製シート（支持体）１１の片側又は両側に、予め銅箔１２を接合した製品がある。これはＣＡＣ（Ｃｏｐｐｅｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｃｏｐｐｅｒ）と称して市販されている。
このＣＡＣはアルミニウム製シート１１と銅箔１２とをエポキシ系接着剤１３により接着し一体化されている。

上記ＣＡＣは、ある程度取り扱い上の便宜さはあるが、次のような欠点があることが分かった。
１）ＣＡＣの製造時に、アルミニウム製シートと銅箔の接着に使用する接着材として２液性エポキシ樹脂を用いているが、この接着材は硬化に時間がかかる（４〜５時間）ため、生産性が悪く、コストアップの原因となっている。

２）上記のように、ＣＡＣの製造時にアルミニウム製シートと銅箔の接着に２液性エポキシ樹脂を用いた場合に時間がかかることを考慮し、時間短縮のため硬化までの間（４〜５時間）に積み重ねを行なうと、２液性エポキシ樹脂はペースト状なので、接着材が潤滑材の役目を果たし、アルミニウム製シートの上を銅箔が滑ることによって銅箔とアルミニウム製シートとの間にズレが生じ、不良品となることがある。
しかし、接着材が硬化するまでの間、平置きしておくことは生産性が著しく低下する主原因となっている。

３）ＣＡＣ製造時にアルミニウム製シートと銅箔の接着に使用する粘着材は、端から１０ミリ程度のアルミ縁辺に正確に塗工する必要があるが、この生産工程上、接着材の塗工幅、接着材の塗工位置、接着材の塗工量を正確にコントロールしなければならず、またそのための設備を必要とする。このことが、設備費の高騰と生産性低下の原因となっている。

４）一般的にアルミニウム製シートは圧延よって製造されるが、その際にアルミニウム製シートの表面に生じる表面粗度Ｒａ（中心線平均粗さ）は０．３μｍ程度であり、この面を定板として使用している現行のＣＡＣは積層後の銅箔表面に粗面の転写が発生する。これにより、プリント基板が不良品となることがある。
以上から、ＣＡＣは必ずしも最適なものではなく、品質やコストからいくつかの問題を抱えていた。

参考として特許文献１を示すが、この特許文献１の段落［００１２］に、「接着剤や熱融着性の接着フィルムなどを使用することができる。なお、接着力としては、被覆フィルム或いは金属箔を剥離することが容易なものが好ましい」と記載され、段落［００１７］及び段落［００２０］に「１７０°Ｃで積層する」という記載されている。この特許文献１で接着剤の耐熱性は特に示されていないが、この「１７０°Ｃで積層する」温度が接着の温度であり、また引き剥がしの温度であることが推測される。すなわち、この「１７０°Ｃで積層する」温度が接着剤の耐熱性の限界と見るべきものである。
本願発明においては下記に示すように、積層工程において、そのヒートサイクルから、「２５０°Ｃ以上の耐熱性を有する接着剤」が必要と考えているので、特許文献１の接着剤では、接着剤としての機能を保持することができない。

また、特許文献２では、第２頁２７行〜２９行に「接着剤としては熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を用いるが、室温で剥がれない程度の接着で良い。」と記載されている。これは積層工程におけるヒートサイクルによる剥がれの認識が全く存在しない。
この特許文献２の実施例で、１７０°Ｃで９０分間プレスしたと記載されているが、このような温度条件では、接着が剥がれてしまう虞が多分にある。本願発明は、この１７０°Ｃの温度では不十分である。
上記の通り、特許文献１及び特許文献２では、本願発明の接着剤としての機能を保持することができない。

特開平５−２３７９５６号公報 特許第２５８１２３９号公報

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来のＣＡＣの欠点を改善する、すなわち作業性を高め、不良品の発生を防止しするとともに、取扱いを容易にし、しかも銅箔表面に樹脂の粉等の汚染物が付着しないようにした安価で高性能な支持体付き銅箔積層体及びその製造方法を提供することにある。

以上から、本発明は
１．銅箔シートとアルミニウム製支持体とを、接着力０．０５Ｎ／ｍｍ以下の接着剤を介して剥離可能に接着した構造を有することを特徴とする支持体付き銅箔積層体
２．耐熱易剥離接着剤であることを特徴とする上記１記載の支持体付き銅箔積層体
３．銅箔シートとアルミニウム製支持体とを、耐熱易剥離接着剤を介して剥離可能に接着した構造を有することを特徴とする支持体付き銅箔積層体
４．接着剤が２５０°Ｃ以上の耐熱性を有することを特徴とする上記１〜３のそれぞれに記載の支持体付き銅箔積層体
５．アルミニウム製支持体の全面又は一部に接着力０．０５Ｎ／ｍｍ以下の接着剤を塗布した後、銅箔シートを剥離可能に接着することを特徴とする支持体付き銅箔積層体の製造方法
６．耐熱易剥離接着剤であることを特徴とする上記５記載の支持体付き銅箔積層体の製造方法
７．アルミニウム製支持体の全面又は一部に耐熱易剥離接着剤を塗布した後、銅箔シートを剥離可能に接着することを特徴とする支持体付き銅箔積層体の製造方法
８．接着剤が２５０°Ｃ以上の耐熱性を有することを特徴とする上記５〜７のそれぞれに記載の支持体付き銅箔積層体の製造方法、を提供する。

本発明によれば、アルミニウム製支持体と銅箔の接着に使用する粘着材として１液接着材を用いているのでその塗工及び硬化には一般的なキャスティング装置を使用することができ、生産性が良く、コストダウンが可能であること、接着剤はキャスティング装置を用いて既に塗工、硬化していることから、ラミネート（銅箔と接着材付きアルミニウム製支持体の接着には常温でのゴムローラ・ラミネートを用いる）後の製品を積み重ねても、アルミニウム製支持体の上を銅箔が滑ることによって銅箔とアルミニウム製支持体の間にズレが生じ、不良品となることがなく、製品は積み重ねが可能になることからスペースの効率的な運用ができること、アルミニウム製支持体と銅箔の接着に使用する粘着材は、アルミニウム製支持体全面に塗工することから一般的なキャスティング装置またはディップ設備を使用して、より効率よく塗工及び硬化することが可能になり、生産性が向上すること、一般的にアルミ板は圧延のよって製造されるが、その際にアルミ表面に生じる表面粗度（中心線平均粗さ）Ｒａは０．３μｍ程度であり積層後に転写の問題が生じるが、接着面全面に本発明を用いればアルミニウム製支持体表面の粗さはシリコンによってカバーされることから、積層後の銅箔表面に粗面が転写することがなくなり、プリント基板の不良の発生率が減少すること、等の優れた特徴を有する。

アルミニウム製の箔又はシートを支持体として、その片面又は両面に耐熱易剥離接着剤を塗工し、銅箔のＳ面（平滑面）側を接着する本発明の工程説明図である。 アルミニウム製箔又はシートを支持体として銅箔にプリプレグシートを介在させてホットプレスする本発明の工程説明図である。 従来のコア基板（プリント回路基板）を間に挟んでセットした後、ホットプレスにより銅貼積層板を作製する説明図である。 従来のアルミニウム支持体に銅箔を接着する銅箔積層工程説明図である。

本発明の銅箔に使用する支持体にはアルミニウムの箔又はシートを用いる。このアルミニウムの箔又はシートからなる支持体の片面又は両面に銅箔を接着して支持体付き銅箔積層体を形成する。アルミニウムシートには通常のアルミニウムの圧延品を使用できるがアルミニウム箔を使用することもできる。特に使用するアルミニウムの厚み（薄さ）に制限はない。

このアルミニウム製支持体の全面又は一部に接着力０．０５Ｎ／ｍｍ以下の接着剤を塗布する。この接着剤の代表的なものとしてシリコン系耐熱易剥離接着剤を挙げることができる。このシリコン系耐熱易剥離接着剤は、シリコンゴムに添加剤を混合して接着強度を調整したものである。
この接着剤をディピング又はドクターブレード法などにより、アルミニウム製支持体の全面又は一部にシリコン系耐熱易剥離接着剤を塗工し、乾燥硬化させる。
このように接着剤を塗工した表面は、銅箔シートを接着した場合でも容易に剥離可能であり、また繰返し接着性を生じる。この接着及び剥離の容易性を理解する意味で例を挙げると、事務用品の繰返し着脱可能なポストイット（商品名）に類似している。

接着剤の塗工位置は全面あるいは縁辺部に又はスポット状に塗り、接着することもできるが、アルミニウム製支持体の全面に塗工することもできる。状況に応じてこれらの塗工位置を選択する。
全面に塗工する場合には、接着剤の塗工幅や接着剤の塗工位置を正確にコントロールする必要がないので、作業性は大幅に向上する。
接着剤の塗工及び硬化には、一般的なキャスティング装置を使用できるので生産性がよく、コストダウンが可能であるという特徴を有する。また、接着剤はこのようにして、すでに硬化しているので、ラミネート後に製品を積み重ねても、上記従来技術のＣＡＣで見られたアルミニウム製支持体上で銅箔が滑り、位置ずれを起こすという問題もなくなる。

このようにアルミニウム製支持体に接着剤を塗工した後、常温でゴムローラ・ラミネート法等を用いて銅箔を貼り付ける。上記接着剤は十分な耐熱性を持ち２６０°Ｃの高温でも耐熱性があり、積層工程におけるヒートプレスサイクルにおいても劣化することはない。また粘着力が変化する（加熱後に接着力が上昇して剥離が難しくなるなど）こともない。

次に、図に沿って説明する。第１図の工程図に示すように、アルミニウム製箔又はシートからなる支持体１の両面に銅箔２のＳ面（平滑面）側を接着する。図１の接着材３の塗工は、全面塗布した例を示す。

このようにして製作した銅箔２及びアルミニウム製支持体１を接着し一体とした構造を有する銅箔積層体を、図２に示すようにコア基板５（プリント回路基板）およびプリプレグシート４を間に挟んでセットした後、ホットプレス６により銅貼積層板を作製する。なお、プリプレグシート４は積層時の樹脂の流れ出しを考慮し、銅箔２よりも一回り小さいものを用いることが好ましい。この積層体の最上部及び最下部には支持体１の片側のみに銅箔２を貼り付けたものを使用する。

上記のようにして製造された支持体付き銅箔は、プリプレグシートと銅箔の積層工程において圧力を加えて積層するが、上記の通り、積層工程におけるプレス圧力を４０ｋｇ／ｃｍ^２程度としても問題がなく、銅箔とプリプレグシートとの接合が十分行われ、接合不良（ボイド）が発生するという問題を回避できる。
また、圧延によって製造されたアルミニウム製支持体は通常、表面粗度Ｒａ（中心線平均粗さ）が０．３μｍ程度になり、積層後にこの粗度の転写の問題が発生するが、接着剤がこれを緩衝し、積層後の銅箔表面に圧延アルミニウム製支持体の粗面が転写することもなくなる。

以下、実施例に基づいて説明する。なお、本実施例は好適な１例を示すもので、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。したがって、本発明の技術思想の範囲における変形や他の実施例及び態様等は、本発明に含むものである。

(実施例１)
圧延により製造したアルミニウム製支持体（アルミ板：厚さ０．４ｍｍ）の両面の全面に、ディップ法によりシリコン系耐熱易剥離粘着剤を塗工し、乾燥及び硬化させた後、常温でゴムローラーラミネーターを用いて、その両面に厚さは１８μmの銅箔（Ｓ面側）を接着した。このときの接着層の厚さは３０μmであった。
次に、アルミニウム製支持体よりも縦横１０ｍｍサイズの小さいプリプレグシート（０．２ｍｍｔ）を準備し、図２に示す様にホットプレスにセットして、１８０℃、１時間、４０Ｋｇ／ｃｍ^２のプレスを行ない、その後アルミニウム板を剥離することで銅箔２枚をコア基板の両面に接合した形の、一般に４層板と呼ばれる銅貼り積層板を作製した。
なお、積層体の最上部および最下部にはアルミニウム製支持体の片側のみに銅箔を貼り付けたものを用いた。
積層後のアルミニウム製支持体と銅箔は、シリコン接着材と銅箔の間で容易に剥離することができた。このときの接着強度は０．０５Ｎ／ｍｍであった。

(実施例２)
圧延により製造したアルミニウム製支持体（アルミ板：厚さ０．４ｍｍ) 両面に、ドクターブレード法により非シリコン系耐熱易剥離粘着材を、前記両面の各２辺に幅１０ミリに塗工し、乾燥及び硬化した後、ゴムローラーラミネーターを用いて、アルミニウム製支持体両面に厚さは９μｍの銅箔（Ｓ面側）を接着した。このときの接着層厚は１０μmであった。
次に、同様にアルミニウム製支持体よりも縦横１０ｍｍサイズの小さいプリプレグシート（０．２ｍｍｔ）を準備し、図２に示す様にホットプレスにセットして、１８０℃、１時間、４０Ｋｇ／ｃｍ^２のプレスを行ない、その後アルミニウム板を剥離することで銅箔２枚をコア基板の両面に接合した形の、一般に４層板と呼ばれる銅貼り積層板を作製した。
なお、積層体の最上部および最下部にはアルミニウム製支持体の片側のみに銅箔を貼り付けたものを用いた。積層後のアルミニウム製支持体と銅箔は、シリコン接着材と銅箔の間で容易に剥離することができた。

このようにして製作した実施例１及び実施例２の銅貼積層板から、本発明は、従来のアルミニウム製のものと比較したところ、下記の様な具体的（数値的）な効果が認められた。
１)アルミニウム製支持体と銅箔の接着に使用する粘着材としてシリコン系１液接着材を用いているので、その塗工及び硬化には一般的なキャスティング装置を使用することが可能である。このため、乾燥硬化時間が短くなり、生産性が向上し、単位時間あたりの生産能力が１５％アップした。
２) 前記接着剤はキャスティング装置を用いて既に塗工、硬化しているため、ラミネート接着した製品を積み重ねても、アルミニウム製支持体上を銅箔が滑ることがなく、銅箔とアルミニウム製支持体の間にズレが生じて不良品となることがない。したがって、製品を積み重ねることができるので占有面積が８０％減少し、これによるコスト低減効果があった。
３) アルミニウム製支持体と銅箔の接着に使用する粘着材は、アルミニウム製支持体全面に塗工できるので、一般的なキャスティング装置またはディッピング装置により効率よく塗工及び硬化することが可能になり、接着剤塗工におけるタクトタイムが２０％削減でき、生産性が向上した。
４）一般的にアルミニウム製支持体は圧延よって製造されるが、その際にアルミニウム製支持体に生じる表面粗度（中心線平均粗さ）Ｒａは０．３μｍ程度であり積層後に転写の問題が生じるが、接着面全面に本発明を用いればアルミニウム製支持体の表面の粗さはシリコン粘着材によって緩衝（カバー）されることから、積層後の銅箔表面に粗面が転写することがなくなった。これにより、積層工程後の転写によるプリント基板の不良品発生が３０％減少した。

本発明は、アルミニウム製支持体と銅箔の接着に使用する粘着材として１液接着材を用いているのでその塗工及び硬化には一般的なキャスティング装置を使用することができ、生産性が良く、コストダウンが可能であること、接着剤はキャスティング装置を用いて既に塗工、硬化していることから、ラミネート（銅箔と接着材付きアルミニウム製支持体の接着には常温でのゴムローラ・ラミネートを用いる）後の製品を積み重ねても、アルミニウム製支持体の上を銅箔が滑ることによって銅箔とアルミニウム製支持体の間にズレが生じ、不良品となることがなく、製品は積み重ねが可能になることからスペースの効率的な運用ができること、アルミニウム製支持体と銅箔の接着に使用する粘着材は、アルミニウム製支持体全面に塗工することから一般的なキャスティング装置またはディップ設備を使用して、より効率よく塗工及び硬化することが可能になり、生産性が向上すること、一般的にアルミ板は圧延のよって製造されるが、その際にアルミ表面に生じる表面粗度（中心線平均粗さ）Ｒａは０．３μｍ程度であり積層後に転写の問題が生じるが、接着面全面に本発明を用いればアルミニウム製支持体表面の粗さはシリコンによってカバーされることから、積層後の銅箔表面に粗面が転写することがなくなり、プリント基板の不良の発生率が減少すること、等の優れた特徴を有する。
したがって、本願発明はプリント回路基板作製に有用である。

１： アルミニウム製箔又はシートからなる支持体
２、７、１２： 銅箔
３、１３： 接着剤
５： コア基板（プリント回路基板）
６、１０： ホットプレス
４、８： プリプレグシート
９： 中間板（ステンレス）
１１： アルミニウム支持シート板

Claims (3)

1. アルミニウム製支持体の全面又は縁辺部にシリコン系耐熱易剥離接着剤を塗工し、この接着剤を乾燥・硬化させて支持体付き銅箔を製作し、次にこの作製した支持体付き銅箔とプリプレグとを積層しホットプレスした工程の後に、前記アルミニウム支持体と銅箔を０．０５Ｎ／ｍｍ以下で剥離できるように、アルミニウム支持体と銅箔との間の前記接着剤の接着強度を０．０５Ｎ／ｍｍ以下とすることを特徴とする支持体付き銅箔積層体の製造方法。
2. シリコン系耐熱易剥離接着剤として、シリコンゴムに添加剤を混合して接着強度を調整したシリコン系耐熱易剥離接着剤を使用することを特徴とする請求項１記載の支持体付き銅箔積層体の製造方法。
3. 接着剤が２５０°Ｃ以上の耐熱性を有することを特徴とする請求項１又は２記載の支持体付き銅箔積層体の製造方法。