JPH1022631A - 保護フィルム付金属ベース基板の加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線板製造における薬品処理工程において金
属板の端部が腐食されることのない保護フィルム付金属
ベース基板を効率良く作製するための加工装置を提供す
る。 【解決手段】 金属箔、絶縁層、金属板からなる金属基
板に保護フィルムを被覆した保護フィルム付金属ベース
基板を数値制御可能なテーブルに載置し、２枚の保護フ
ィルム切断用刃を有し、保護フィルム切断用刃に電流を
流す電源装置、その電流検出手段を備え、保護フィルム
切断用刃と金属を流れる電流により保護フィルムの切断
状況を検出できるようにした保護フィルム付金属ベース
基板の加工装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線板に用
いられる保護フィルム付金属ベース基板の加工装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パワートランジスタやハイブリッ
ドＩＣの高密度実装化が進み、これらの発熱部品から発
生する熱を考慮したプリント配線板設計が必要になって
いる。この問題を解決する一手段として、熱伝導性、放
熱性に優れた金属ベース基板が使用されている。これら
の金属ベース基板として、デンカＨＩＴＴプレート（電
気化学工業株式会社）、アルミプリント配線板（古河電
気工業株式会社）、日立ＭＣ基板（日立化成工業株式会
社）など、金属板としてアルミニウムを使用した金属ベ
ース基板が上市されている。これらの金属ベース基板の
金属板面は保護フィルムで被覆されているのが一般的で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の保護フィルム
は、金属板面にしか被覆されていなかったため配線板製
造のエッチング工程では、金属板の端部がエッチング液
により腐食されてしまうという問題があった。配線板製
造のエッチング工程では、金属箔をエッチングして回路
形成するが、金属箔には、ほとんど銅箔が使用されてお
り、エッチング液中には、銅イオンが含有されるが、金
属板の端部から腐食溶解したアルミニウムイオンが混入
すると、エッチング液の再生が困難になったり、エッチ
ング条件が不安定になるのでアルミニウムイオンのよう
な他の金属イオンの混入は避けなければならない。エッ
チング液は、比重、塩酸センサー、銅センサー、温度、
酸化還元電位差などを測定し、不足分を補充するなどし
てエッチング速度が均一になるようにエッチング液組成
を管理しているが、アルミニウムにより、これらの測定
値が影響を受けエッチング速度が不均一になるという問
題が生じる。例えば、エッチング速度が、速すぎると所
望の配線幅より狭くなり、インピーダンス制御が困難で
あったり、微細配線では、配線形成部分がエッチングさ
れ消失したりしてしまう。また、エッチングが遅すぎる
と不要な金属が残り配線間の導通が生じてしまう。工業
的には、エッチング速度が一定になるようエッチング液
組成、液温などを管理し、銅箔厚みにより、エッチング
装置を通過するベルト速度などで常にエッチングが適正
に行われるよう管理している。ところが、アルミニウム
などの金属イオンがエッチング液に混入すると、エッチ
ング速度に悪影響するという問題点が生じてしまい、エ
ッチング液に微量でもアルミニウム等の金属イオンが混
入しないようにしなければならなかった。また、金属ベ
ース基板においては、金属板の端部が腐食されると、付
着したエッチング液の念入りな洗浄や基板端部の切断と
いった作業が必要となるなどの工程が増えたり、金属ベ
ース基板の歩留まりが低下してしまう。このため、金属
ベース基板端部に樹脂を塗布し、基板端部を保護する方
法や、基板端部をテープで被覆する方法などが取られて
きた。しかし、前者の方法は配線板製造に不可欠なエッ
チングレジストを形成する工程やエッチング液を高圧下
でスプレーする工程において、保護樹脂中にクラックが
発生し、そのクラック部分から腐食が起こるという問題
があった。後者のテープで被覆する方法では、コーナー
部の気密性を上げることが困難なため、腐食が起こりや
すかった。

【０００４】そこで、金属面ばかりでなく、金属箔面の
一部および基板端部も保護フィルムで被覆する方法を発
明者らは提案した。すなわち、金属箔、絶縁層及び金属
板から構成される金属ベース基板において、（１）金属
箔面、金属板面および基板端部を保護フィルムで被覆し
かつ金属基板の寸法より余分に保護フィルム同士を密着
する工程、（２）金属箔面の保護フィルムを金属箔上で
窓枠状に切断する工程、（３）窓枠内部の保護フィルム
を剥離し、基板端部を露出させることなく金属箔を露出
させる工程を有する保護フィルム付金属ベース基板の製
造方法である。この方法により、配線板の製造工程中で
腐食が起こらない金属ベース基板を提供することができ
た。特にカッターナイフを用いて保護フィルムを切断す
る方法は、レーザ等の大型設備を用いる方法に比較して
コスト的優位性が高い。しかし、保護フィルムを切断す
る際、保護フィルムの切断を検出する手法がなかった。
すなわち、カッターナイフの摩耗状態により保護フィル
ムの切断性は変わってくるのに対し、その状況を検出で
きず、摩耗が進んだカッターナイフを用いたことによる
切断不良を起こすことが多かった。保護フィルムがある
部分で切断していない切断不良を起こした状態で保護フ
ィルムを剥離すると、その切断されていない部分からそ
れてしまい保護フィルムが本来の目的とする剥離方向以
外の方向に引き裂かれてしまうため、再度手作業により
ナイフで切り込みを入れて剥離しなければならないこと
があった。本発明はこのような点に鑑みてなされたもの
で、保護フィルム付金属ベース基板の保護フィルムに効
率良く切り込みを入れ保護フィルムの剥離が容易となる
ようにした保護フィルム付金属ベース基板の加工装置を
提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属箔面、金
属板面および基板端部を保護フィルムで被覆し、金属面
の保護フィルムを金属上で窓枠状に切断し、窓枠内部の
保護フィルムを剥離し、基板端部を露出させることなく
金属を露出させるための保護フィルム付金属ベース基板
を製造するための加工装置に関するものであり、金属
箔、絶縁層、金属板からなる金属基板に保護フィルムを
被覆した保護フィルム付金属ベース基板を数値制御可能
なテーブルに載置し、２枚の保護フィルム切断用刃を有
し、保護フィルム切断用刃に電流を流す電源装置、その
電流検出手段を備え、保護フィルム切断用刃と金属を流
れる電流により保護フィルムの切断状況を検出できるよ
うにした保護フィルム付金属ベース基板の加工装置であ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図を参照してこの装置につ
いて説明する。図３は、本発明の保護フィルム付金属ベ
ース基板の加工装置を用いて作製した保護フィルム付金
属ベース基板を説明するための図である。図３（ａ）
は、保護フィルム付金属ベース基板の断面図、図３
（ｂ）は、保護フィルム付金属ベース基板の平面図であ
る。耐薬品性の良い粘着剤を有する保護フィルムを用い
ることによって、金属箔と保護フィルム間、保護フィル
ムと保護フィルム間からの薬品類の侵入を阻止すること
ができる。また、保護フィルムの外形寸法（ａ1、ｂ1）
が基板の外形寸法（ａ2、ｂ2）よりも大きいため（ａ1
＞ａ2、ｂ1＞ｂ2）、コーナー部分の保護も十分に行う
ことができる。また、エッチングレジストのラミネート
（または塗布）時にも保護フィルムが破れるようなこと
はない。図４は、保護フィルム付金属ベース基板の製造
の中で用いられていた従来の保護フィルム切断装置の概
略図である。図４（ａ）は、１本の保護フィルム切断用
刃１３を有する装置であり、図５はその制御を表わすフ
ローチャートである。保護フィルム切断用刃の固定軸１
４、１４’および移動テーブル１５を数値制御でコント
ロールすることにより、任意の箇所の保護フィルムを切
断することが可能である。また、図４（ｂ）は２本の保
護フィルム切断用刃を有する装置である。保護フィルム
切断用刃の本数を増やすことにより、切断時間の低減を
図ることができる。この場合、図５に示した制御方式を
そのまま用いることができる。これら従来の保護フィル
ム切断装置では経験に基づき保護フィルム切断用刃の荷
重、保護フィルム切断用刃の替刃を設定しており、生産
効率が悪かった。例えば、カッターナイフの替刃設定を
取り上げてみると、替刃条件は刃の使用時間や移動距離
を基にその寿命を設定しているが、寿命設定を長くした
場合には、刃の摩耗による切断不良が多くなり、寿命設
定を短くした場合には、替刃費用、替刃時間がかさみ、
効率が悪いという問題が発生する。

【０００７】図１は本発明による保護フィルム付金属ベ
ース基板の加工装置の概略図である。図１は、２本の保
護フィルム切断用刃１３、１３’を有し、それらは、保
護フィルム切断用刃固定軸１４、１４’、１４”、１
４”’に固定されている。保護フィルム切断用刃には、
図示していないが上下する機能と荷重を増減する機能が
設けられ固定軸に固定されている。上下する機能は、モ
ータと歯車を組み合わせたものや、エアーシリンダある
いは固定軸支持体を上下すること等により上下できるよ
うになっており、電気制御できるものである。これは保
護フィルム付金属板をセットするとき、取り外すとき、
移動するとき、切断するときあるいは保護フィルム切断
用刃を交換するときに主として用いられる。荷重の増減
は、例えばバネを用い、その復元力や反発力を利用する
ことにより達成され、力の制御は、モータ等によりバネ
の変位量を変えることや前記の上下する機能により行わ
れる。保護フィルム切断用刃は、固定軸の移動ないし移
動テーブルの移動により保護フィルムを切断し、保護フ
ィルムを剥離しやすいように切り込みを入れる。固定軸
は、１４、１４’と１４”、１４”’の組合せでスライ
ドし平面上を移動させたり、切断幅に固定し数値制御可
能な移動テーブル１５を移動させることにより保護フィ
ルムの切断を行う。一般には、保護フィルムの切断幅に
なるよう保護フィルム切断用刃を規準に固定軸を固定
し、荷重の増減する機能と上下する機能を設け、移動テ
ーブルを移動させて切断することが、装置が複雑になら
ずに好ましい。

【０００８】保護フィルム切断用刃１３、１３’には、
電源装置１６および電流検出手段である電流検出装置１
７が電気的に接続されており、金属ベース基板の金属箔
のような導電性を有するものに２本の保護フィルム切断
用刃が同時に接触すると、電流が流れ、電流検出手段で
電流を検出できる。この保護フィルム切断用刃を用いて
保護フィルムをラミネートした金属ベース基板の保護フ
ィルムを切断すると、２本の保護フィルム切断用刃がそ
れぞれ保護フィルムを切断し金属箔と接触している場合
にのみ電流検出手段により電流を検出できる。保護フィ
ルムを切断できていない場合には、保護フィルムが絶縁
体となって、電流は流れず、電流検出手段により電流は
検出されない。したがって、保護フィルムが完全に切断
されているときにのみ電流検出手段により電流を検出で
きることを利用し、保護フィルムの切断状況を検出する
ことが可能となる。電源装置１６は、電源電圧を供給す
るもので交流でも直流でも良い。電流検出手段は、例え
ば電流計、電圧計などであり電流が流れることにより物
理量が変化するのを検知できるものである。

【０００９】図２（ａ）は、上記加工装置の制御を表わ
すフローチャートである。切断時に電流を流し、電流検
出ができなくなった場合のみ、替刃を行い、電流検出が
できる場合は、切断を続ける。したがって、切断時には
常時、切断状況を検出できるので切断不良は起こらな
い。図２（ｂ）は、上記加工装置の制御を表わす別のフ
ローチャートであり、保護フィルム切断刃の荷重を制御
することにより、さらに保護フィルム切断刃の寿命向上
を図った装置の制御を表わすフローチャートである。図
２（ａ）の制御に対し、切断中に電流検出手段により電
流が検出されず保護フィルムが切断されていない信号を
検出したときは、保護フィルム切断用刃に加える荷重を
上げ、切断性を確保する制御を付加している。このこと
により、保護フィルム切断用刃の摩耗が小さい時には低
荷重での切断、摩耗が大きい時には高荷重での切断が可
能となり、保護フィルム切断用刃の寿命向上を図ること
ができる。保護フィルムが切断されていない信号を検出
したときは、前の位置に戻り荷重を上げて再度切断する
かその近辺にマークをつけるなどしても良い。 保護フ
ィルム切断用刃の材質としては、保護フィルムを切断で
き、かつ導電性を有するものであれば特に制限されるも
のではなく、鉄やステンレスなど一般的なカッターナイ
フ用材料を用いることができる。

【００１０】本発明によれば電流検出手段により保護フ
ィルムの切断状況を確認できるので、効率良く、保護フ
ィルム付金属ベース基板へ剥離用の切り込みを入れるこ
とができる。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）日立ＭＣ基板ＭＣ−１１１Ｅ（日立化成工
業株式会社、製品名、基板サイズ：２５０ｍｍ×２５０
ｍｍ）の両面に保護フィルム、ヒタレックスＨ−５３１
０（日立化成工業株式会社、製品名）を基板端部が完全
に被覆されるようにラミネートした。ラミネートは、ホ
ットロールラミネーターを用いた。ロール温度は１３０
℃、ロール荷重圧は２１０ｋＰａとした。次に銅箔面で
基板端部から１０ｍｍ離れた部分の保護フィルムのみ窓
枠状に切断した。保護フィルムの切断には数値制御装置
に取り付けられた保護フィルム切断用刃としてカッター
ナイフを用いた。その装置の制御機構は図２に示すフロ
ーチャートに基づいたものであった。加工装置は、保護
フィルム付金属ベース基板を移動テーブル１５に設置
し、画像処理機能を有するビデオカメラで基板の位置を
検出し、その情報により保護フィルムの切断開始座標位
置に移動テーブルを移動させた。そして切断幅になるよ
う保護フィルム切断用刃をバネにより荷重が増減できる
ようにして固定軸に固定し（実施例１では、荷重が一定
になるようにバネを固定した。）、電源装置から直流５
Ｖをそれぞれの保護フィルム切断用刃に接続し、さらに
保護フィルム切断用刃の間に電流検出手段として電流計
と抵抗を接続した。そして抵抗の両端を電圧計とＡ／Ｄ
コンバーターに接続しコンバーターの出力を移動テーブ
ルの制御装置へ接続した。移動テーブルを上昇させ保護
フィルムが保護フィルム切断用刃で切断され電流検出装
置からの電流を検知したら荷重が一定になるよう制御
し、切断方向に移動テーブルを移動させ、基板端部から
１０ｍｍになったら、さらに２ｍｍだけ同じ方向に切り
込みを入れる。そして、移動テーブルの下降、９０°回
転を行い、基板端部から８ｍｍとなるように位置合わせ
して上昇させ、上記と同様な操作で保護フィルムの４辺
に切り込みを入れた。

【００１２】（実施例２）日立ＭＣ基板ＭＣ−１１１Ｅ
（日立化成工業株式会社、製品名、基板サイズ：２５０
ｍｍ×２５０ｍｍ）の両面に保護フィルム、ヒタレック
スＨ−５３１０（日立化成工業株式会社、製品名）を基
板端部が完全に被覆されるようにラミネートした。ラミ
ネートは、ホットロールラミネーターを用た。ロール温
度は１３０℃、ロール荷重圧は２１０ｋＰａとした。次
に銅箔面で基板端部から１０ｍｍ離れた部分の保護フィ
ルムのみ窓枠状に切断した。保護フィルムの切断には数
値制御装置に取り付けられたカッターナイフを用いた。
その装置の制御機構は図２（ｂ）に示すフローチャート
に基づいたものであった。この実施例２では、実施例１
で述べたバネを固定せず、初期には低荷重としカッター
の切れが低下して来るにつれ荷重を増していった。

【００１３】（比較例１）日立ＭＣ基板ＭＣ−１１１Ｅ
（日立化成工業株式会社、製品名、基板サイズ：２５０
ｍｍ×２５０ｍｍ）の両面に保護フィルム、ヒタレック
スＨ−５３１０（日立化成工業株式会社、製品名）を基
板端部が完全に被覆されるようにラミネートした。ラミ
ネートは、ホットロールラミネーターを用た。ロール温
度は１３０℃、ロール荷重圧は２１０ｋＰａとした。次
に銅箔面で基板端部から１０ｍｍ離れた部分の保護フィ
ルムのみ窓枠状に切断した。保護フィルム切断には図４
（ａ）に示す数値制御装置に取り付けられたカッターナ
イフを用いた。その装置の制御機構は図５に示すフロー
チャートに基づいたものであった。

【００１４】（比較例２）日立ＭＣ基板ＭＣ−１１１Ｅ
（日立化成工業株式会社、製品名、基板サイズ：２５０
ｍｍ×２５０ｍｍ）の両面に保護フィルム、ヒタレック
スＨ−５３１０（日立化成工業株式会社、製品名）を基
板端部が完全に被覆されるようにラミネートした。ラミ
ネートは、ホットロールラミネーターを用た。ロール温
度は１３０℃、ロール荷重圧は２１０ｋＰａとした。次
に銅箔面で基板端部から１０ｍｍ離れた部分の保護フィ
ルムのみ窓枠状に切断した。保護フィルム切断には図４
（ｂ）に示す数値制御装置に取り付けられたカッターナ
イフを用いた。その装置の制御機構は図５に示すフロー
チャートに基づいたものであった。

【００１５】実施例および比較例に挙げた基板の単位時
間当たりの切断処理枚数および切断不良率を表１に示
す。切断不良率は、保護フィルムが部分的に切断されず
に処理された枚数と処理枚数の百分率である。基板の単
位時間当たりの切断処理枚数は、比較例１の値を１とし
た相対値で示す。本発明による加工装置を用いることに
より切断効率を向上させながら、切断不良を大幅に低下
させることができることがわかる。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、保
護フィルム付金属ベース基板の保護フィルムに効率良く
剥離用の切り込みを入れて切断することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の保護フィルム付金属ベース基板の加工
装置を示す斜視図。

【図２】本発明の保護フィルム付金属ベース基板の加工
装置のフローチャート。

【図３】保護フィルム付金属ベース基板を説明するため
の（ａ）保護フィルム付金属ベース基板の断面図、
（ｂ）保護フィルム付金属ベース基板の平面図。

【図４】従来例の保護フィルム付金属ベース基板の加工
装置を示す斜視図。

【図５】従来例の保護フィルム付金属ベース基板の加工
装置のフローチャート。

【符号の説明】

１ 金属箔 ２ 絶縁層 ３ 金属板 ５、５’ 保護フィルム １３、１３’ 保護フィルム切断用刃 １４、１４’、１４’’、１４’’’ 保護フィルム切
断用刃固定軸 １５ 移動テーブル １６ 電源装置 １７ 電流検出装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属箔、絶縁層、金属板からなる金属基
   板に保護フィルムを被覆した保護フィルム付金属ベース
   基板を数値制御可能なテーブルに載置し、２枚の保護フ
   ィルム切断用刃を有し、保護フィルム切断用刃に電流を
   流す電源装置、その電流検出手段を備え、保護フィルム
   切断用刃と金属を流れる電流により保護フィルムの切断
   状況を検出できるようにした保護フィルム付金属ベース
   基板の加工装置。