JPWO2003049925A1 - フィルム積層方法及び積層装置 - Google Patents

Abstract

本発明のフィルム積層方法は、基板とフィルムとを積層するに際し、前記基板又は前記フィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与えるものである。これにより、音響振動エネルギー作用によりフィルムの弾性変形、塑性変形、基板−フィルム間の原子間接合、摩擦熱等が生じるため、フィルムの基板への密着性及び凹凸被覆性を十分に高めることができ、基板の凹凸部へのフィルムの埋め込み性を高水準で達成することが可能となる。

Description

技術分野
本発明は、基板にフィルム状組成物を積層する方法及び積層装置に関する。
背景技術
従来、プリント基板にレジストフィルムをラミネートする方法として、加熱下、基板とフィルムとを厚さ方向に加圧して貼り合わせる方法が知られている。この方法では、加熱によるフィルムの粘度低下と加圧とによって、基板へのフィルムの密着性の向上と、基板上の凹凸を被覆する際に基板−フィルム間に気泡が混入しないための凹凸被覆性の向上とが図られている。
しかし、上記方法における加熱条件は基板やフィルムの材質により制限されるため、フィルムの粘度を十分に低下せしめるだけの加熱を行うことができない場合には十分な積層効率を得ることが困難となる。特に、フィルムが反応性物質を含む場合には、加熱温度や加熱時間についての制限が厳しく、基板への密着性や基板上の凹凸被覆性が不十分となりやすい。また、実際の作業において、上記の加熱効果を得るためには予め基板や積層装置を所定の温度に加熱しておく必要があり、これにより基板やフィルムが劣化する場合がある。
そこで、上記の問題を解決すべく、フィルムの加熱を必ずしも必要としない積層方法・装置が検討されている。例えば特開昭５５−１４８４８６号公報には、基板とフィルムとの積層方向に沿って加圧手段を揺動させるフィルムラミネート装置が開示されている。また、特開昭６２−６０６４５号公報には、電磁式バイブレータ等によりラミネートローラを振動させて基板−フィルム間に抱き込まれた空気を除去するラミネート装置が開示されている。
発明の開示
しかしながら、上記従来のラミネート装置であっても、高水準の密着性及び凹凸被覆性を達成することは必ずしも容易ではなく、基板の凹凸部にフィルムが入り込まずに密着不良を生じることが多い。
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、基板上にフィルムを積層するに際し、フィルムの基板に対する密着性及び凹凸被覆性が十分に高く、基板の凹凸部へのフィルムの埋め込み性を高水準で達成可能なフィルム積層方法及び積層装置を提供することを目的とする。
すなわち、本発明のフィルム積層方法は、基板上にフィルムを積層するに際し、基板又はフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与えるものである。
本発明のフィルム積層方法では、基板上にフィルムを積層する際に、基板又はフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与えることによって、音響振動エネルギー作用によりフィルムの弾性変形、塑性変形、基板−フィルム間の原子間接合、摩擦熱等が生じるため、フィルムの基板への密着性及び凹凸被覆性を十分に高めることができ、基板の凹凸部へのフィルムの埋め込み性を高水準で達成することが可能となるものと、本発明者らは推察する。
本発明のフィルム積層方法においては、基板上に前記フィルムを配置して厚さ方向に加圧すると共に、基板又はフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与えることが好ましい。加圧と音波付与とを同時に行うことで、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果により、フィルムの基板への密着性及び凹凸被覆性をより高めることができる。
また、本発明のフィルム積層方法は、基板上にフィルムを配置して加圧する加圧工程と、加圧工程後の基板又はフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える音波付与工程と、を有していてもよい。加圧工程の後で音波付与工程を行うことによっても、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果が得られ、フィルムの基板への密着性及び凹凸被覆性をより高めることができる。
また、本発明のフィルム積層方法は、基板上にフィルムを配置して基板又はフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える音波付与工程と、音波付与工程後の基板とフィルムとを厚さ方向に加圧する加圧工程と、を有していてもよい。音波付与工程の後で加圧工程を行うことによっても、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果が得られ、フィルムの基板への密着性及び凹凸被覆性をより高めることができる。
また、本発明のフィルム積層方法は、音波の周波数が１６ｋＨｚ以上であることが好ましい。周波数１６ｋＨｚ以上の音波を用いることによって、フィルムへの密着性及び凹凸被覆性をより向上させることができる。
本発明のフィルム積層方法によれば、基板が導電性金属層を備えるものであり、フィルムが感光性樹脂組成物又は熱硬化性樹脂組成物からなる層を備えるものである場合にも、十分に高水準の埋め込み性を達成することができる。なお、従来、導電性金属層を備える基板上に感光性樹脂組成物からなるフィルムを積層する場合には、加熱条件の制限等により密着性、凹凸被覆性が不十分となりやすい。
本発明のフィルム積層装置は、基板又は該基板上に配置されたフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える音波発生手段を備えるものである。これにより、音響振動エネルギーの作用によるフィルムの弾性変形、塑性変形、基板−フィルム間の原子間接合、摩擦熱等を効率よく且つ確実に生じさせることができ、高水準の密着性及び凹凸被覆性をもって基板上へのフィルムの積層を行うことが可能となるものと、本発明者らは推察する。
また、本発明のフィルム積層装置は、基板とフィルムとを厚さ方向に加圧する加圧手段をさらに備えることが好ましい。かかる加圧手段と音波発生手段とにより、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果が得られ、フィルムの基板への密着性及び凹凸被覆性をより高めることができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付することとし、重複する説明は省略する。
本発明のフィルム積層方法及び装置は、基板又はフィルムに音波を与え、その音響振動エネルギー作用によりフィルムの基板に対する密着性及び凹凸被覆性を高めるものであり、フィルム等を加熱せずとも十分な積層効率を達成可能なものである。従って、本発明にかかる基板及びフィルムは、上記の音響振動エネルギー作用により密着性及び凹凸被覆性が高められるものであれば特に制限されない。
例えば基板としては、銅箔等の導電性金属層を備え、該導電性金属層に凹凸が形成されたプリント基板、あるいはさらにガラス基板等が使用可能である。
また、フィルムとしては、感光性樹脂組成物や熱可塑性樹脂組成物からなる層を有するものが使用可能である。特に、光重合性化合物等を配合した感光性樹脂組成物からなるフィルムのように加熱条件の制限等があるものを用いた場合であっても、当該フィルムの基板上への積層を好適に行うことができる。かかる樹脂としては、アクリル系樹脂、メタクリン系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、アミド系樹脂、アミドエポキシ系樹脂、アルキド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂等が挙げられる。また、光重合性化合物としては、例えば分子内に少なくとも１つの重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物、より具体的には、多価アルコールにα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、ビスフェノール系（メタ）アクリレート化合物、分子内にウレタン結合を有する（メタ）アクリレート化合物、（メタ）アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。
図１は本発明の第１実施形態に係るフィルム積層装置を示す概略構成図である。図１に示したフィルム積層装置は、基板１及びフィルム２を支持する支持台５の上面側に音波発生装置４を備えている。音波発生装置４は、所定の周波数を有する音波を発する振動子４１、並びに振動子４１から発せられた音波をフィルム２に向けて集音するホーン４２を含んで構成されており、支持台５の上面に沿って所定の方向（例えば図中の矢印方向）に移動することができる。
上記の構成を有するフィルム積層装置を用いて基板１上にフィルム２を積層する際には、支持台５上で基板１上にフィルム２が積層されるように配置し、音波発生装置４を支持台５の上面に沿って移動させながら所定の周波数を有する音波をフィルム２に与える。これにより、音響振動エネルギー作用により基板１とフィルム２との密着性及び凹凸被覆性を十分に高めることができる。
ここで、本発明で用いられる音波の周波数は、１６ｋＨｚ以上であることが好ましく、２０ｋＨｚ以上であることがより好ましい。当該周波数が前記下限値未満であると、密着性及び凹凸被覆性が低下する傾向にある。また、音波の周波数は、１ＧＨｚ以下であることが好ましく、１０ＭＨｚ以下であることがより好ましく、３００ｋＨｚ以下であることがさらに好ましい。
図２は本発明の第２実施形態に係るフィルム積層装置を示す概略構成図である。図２に示した装置では、基板１及びフィルム２を支持する支持台５の上面側に、加圧部材３１及びエアシリンダ３２を備える加圧装置３が配置されている。加圧部材３１はエアシリンダ３２からの圧力により支持台５の上面と垂直な方向に移動可能となっている。これにより、基板１及びフィルム２を厚さ方向に加圧する際に、基板１上に凹凸が形成されている場合であっても、その起伏に沿って所定の圧力を保持しながら加圧することができる。
また、当該装置においては、音波発生装置４が加圧装置３に隣設配置されている。振動子４１で発生した音波はホーン４２を介して加圧部材３１に与えられる。
上記の構成を有するフィルム積層装置を用いて基板１上にフィルム２を積層する際には、支持台５上で基板１上にフィルム２が積層されるように配置し、エアシリンダ３２により加圧部材３１を押し下げることによって、基板１及びフィルム２の厚さ方向に所定の圧力が加えられる。そして、かかる加圧の際に音波発生装置４で発生する所定の周波数を有する音波を加圧部材３１に与えることによって、当該音波が加圧部材３１を介してフィルム２に伝達され、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果により、基板１とフィルム２との密着性及び凹凸被覆性を十分に高めることができる。
また、加圧部材３１を介してフィルム２に音波を伝達することによって、加圧部材３１が当接する基板１とフィルム２との積層部位に当該音波が効率よく且つ確実に与えられるので、非常に高水準の積層効率を達成することができる。
加圧装置３によりフィルム２に加えられる圧力は、０．１〜１ＭＰａであることが好ましい。当該圧力が前記下限値未満であると、フィルム２等に音波を与えてもフィルム２の基板１に対する密着性及び凹凸被覆性が低下する傾向にある。他方、当該圧力が前記上限値を超えると、基板１に加えられる負荷が過剰に大きくなって基板１が損傷する等の問題が生じるおそれがある。
図３は本発明の第３実施形態に係るフィルム積層装置を示す概略構成図である。図３に示した装置では、２個の音波発生装置４が、ホーン４２が加圧部材３１と基板５との間の積層部位に向けて配置されており、音波発生装置４からの音波がフィルム２に直接与えられるようになっている。
第３実施形態では、音波発生装置４からの音波がフィルム２に直接与えられる点が図２に示した装置と異なるだけで、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果により、基板１とフィルム２との密着性及び凹凸被覆性が高められるという効果が得られる点については第２実施形態と同様である。また、このように加圧部材３１を介さずにフィルム２に直接音波を与えることによって、エアシリンダ３１の軸部等の損傷を低減することができ、装置の長寿命化を図ることができる。
また、音波発生装置４の数は、基板１とフィルム２との積層部位に十分な音波を与えることが可能であれば特に制限されず、１個でも３個以上であってもよい。
図４は本発明の第４実施形態に係るフィルム積層装置を示す概略構成図である。図４に示した装置は、加圧部材として対向する加圧ローラ３３ａ、３３ｂを備えており、加圧ローラ３３ａ、３３ｂはそれぞれ回転軸３４ａ、３４ｂを中心として回転可能となっている。また、加圧ローラ３３ａ（回転軸３４ａ）を支持するホルダ３５には、発振子４１により発生しホーン４２で集音された音波が伝えられる。さらに、当該装置は複数の移送ローラ６を備えており、積層された基板１及びフィルム２を加圧ローラ３３ａ、３３ｂの間に移送することができる。
第４実施形態では、フィルム２が配置された基板１が移送ローラ６により加圧ローラ３３ａ、３３ｂの間に移送され、エアシリンダ３２により加圧ローラ３３ａが押し下げられて、基板１及びフィルム２が厚さ方向に加圧される。このとき、音波発生装置４からの音波が、ホルダ３５、加圧ローラ３３ａを介してフィルム２に伝達されるので、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果により、基板１とフィルム２との密着性及び凹凸被覆性が高められる。
また、このように加圧ローラ３３ａ、３３ｂ及び移送ローラ６を用いることによって、エアシリンダ３１からの圧力及び音波発生装置４からの音波が、加圧ローラ間のフィルム２の移送方向に垂直な当接部位において均一に伝達される。またかかる積層工程は連続的に行われるので、積層効率をより高めることができる。
図５は本発明の第５実施形態に係るフィルム積層装置を示す概略構成図である。図５に示した装置は、基板１及びフィルム２を支持する支持台５の上面側に加圧装置３及び音波発生装置４を備えている。加圧装置３は支持台５の上面に対向配置された加圧ローラ３３を備えており、加圧ローラ３３の回転軸３４をホルダ３５で支持することで加圧ローラ３３が回転可能となっている。音波発生装置４は、上記実施形態と同様に、発振子４１及びホーン４２を含んで構成されている。加圧装置３及び音波発生装置４は支持台５の上面に沿って所定の方向（例えば図中の矢印方向）に移動可能である。
第５実施形態においては、基板１上にフィルム２が配置された後、加圧装置３により基板１及びフィルム２の厚さ方向に加圧され、さらに音波発生装置４により音波が付与される。このように加圧工程の後で音波付与工程を行った場合にも、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果により、基板１とフィルム２との密着性及び凹凸被覆性が高められる。
図６は本発明の第６実施形態に係るフィルム積層装置を示す概略構成図である。図６に示した装置は、加圧装置３及び音波発生装置４の配置がそれらの移動方向に対して反対となっている点が異なるだけで、それ以外は図５に示した装置と同様の構成を有している。
第６実施形態においては、基板１上にフィルム２が配置された後、音波発生装置４からの音波が付与され、さらに加圧装置３により基板１及びフィルム２の厚さ方向に加圧される。このように音波付与工程の後で加圧工程を行った場合にも、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果により、基板１とフィルム２との密着性及び凹凸被覆性が高められる。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば図１〜６に示した装置はいずれも音波をフィルム２に与えて基板１との積層を行うものであるが、基板１に音波を与えてもよく、また、基板１、フィルム２の双方に音波を与えてもよい。さらに、基板１に音波を与える場合には、支持台５に音波を与える音波発生装置を別個に設け、支持台５を介して基板１に音波を与えることができる。
また、上記実施形態のいずれにおいても、支持台５の代わりに移送ローラ６、あるいは移送ローラ６の代わりに支持台５を用いることができる。
［実施例］
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
図２に示した構成を有する装置を用いて、銅箔上に深さ５〜９μｍのキズを付けた銅張積層板（商品名：ＭＣＬ−Ｅ−６７９、日立化成工業（株）社製）上に感光性フィルム（商品名：フォテックＲＹ−３０２５、日立化成工業（株）社製）を積層した。すなわち、２３℃にて銅張積層板と感光性フィルムの感光性樹脂組成物層とを貼り合わせ、厚さ方向に０．４ＭＰａで加圧しながら周波数２８ｋＨｚの音波を与えて積層体を得た。
得られた積層体における銅張積層板のキズへのフィルムの埋め込み性を以下の基準：
Ａ：フィルムが５〜９μｍのキズの全てに充分に埋め込まれている
Ｂ：フィルムが５〜７μｍまでのキズに埋め込まれている
Ｃ：フィルムが５μｍのキズに埋め込まれているか、又は全く埋め込まれていない
に基づいて評価した。得られた評価結果を表１に示す。
（実施例２）
音波の周波数を４０ｋＨｚとしたこと以外は実施例１と同様にして銅張積層板上に感光性フィルムを積層し、埋め込み性の評価を行った。得られた評価結果を表１に示す。
（実施例３）
音波の周波数を１０ｋＨｚとしたこと以外は実施例１と同様にして銅張積層板上に感光性フィルムを積層し、埋め込み性の評価を行った。得られた評価結果を表１に示す。
（比較例１）
高温常圧ラミネータ装置を用い、実施例１と同様の銅張積層板と感光性フィルムとを貼り合わせ、フィルムを１１０℃に加熱しながら厚さ方向に０．４ＭＰａで加圧して積層体を得た。
得られた積層体について、実施例１と同様にして埋め込み性の評価を行った。得られた評価結果を表１に示す。
（比較例２）
バイブレーションラミネータ（大成ラミネーター（株）社製）を用い、実施例１と同様の銅張積層板と感光性フィルムとを貼り合わせ、厚さ方向に０．４ＭＰａで加圧しながらフィルムに２５，０００ｃ／ｍｉｎの振動を与えて積層体を得た。かかる積層工程は２３℃で行った。
得られた積層体について、実施例１と同様にして埋め込み性の評価を行った。得られた評価結果を表１に示す。
（比較例３）
フィルムを１１０℃に加熱したこと以外は比較例３と同様にして銅張積層板と感光性フィルムとの積層を行った。
得られた積層体について、実施例１と同様にして埋め込み性の評価を行った。得られた評価結果を表１に示す。

（実施例４）
図２に示した構成を有する装置を用いて、厚さ１８μｍの銅箔上に深さ７μｍ、幅１００μｍのキズを付けた銅張積層板上に感光性フィルム（商品名：Ｈ−Ｗ４２５、日立化成工業（株）社製、流動性：１４０μｍ）を積層した。すなわち、２３℃にて銅張積層板と感光性フィルムの感光性樹脂組成物層とを貼り合わせ、厚さ方向に０．４ＭＰａで加圧しながら周波数２８ｋＨｚの音波を与えて積層体を得た。このときのラミネート温度は８０℃、ラミネート速度は１．５ｍ／分とした。また、銅張積層板と感光性フィルムとを積層するに際し、基板の予熱は行わなかった。得られた積層体の電子顕微鏡写真（倍率：１，５００，０００倍、以下同様）を図７に示す。
（実施例５）
銅箔に付けるキズの幅を２００μｍとしたこと以外は実施例４と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図８に示す。
（実施例６）
銅箔に付けるキズの幅を４００μｍとしたこと以外は実施例４と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図９に示す。
（実施例７）
銅箔に付けるキズの幅を３００μｍとしたこと、並びに感光性フィルムとしてＦＲ−５０２５（日立化成工業（株）社製）を用いたこと以外は実施例４と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図１０に示す。
（実施例８）
銅箔の厚さを３５μｍ、キズの幅を４００μｍとしたこと以外は実施例７と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図１１に示す。
（比較例４）
音波付与を行わなかったこと以外は実施例４と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図１２に示す。
（比較例５）
音波付与を行わなかったこと以外は実施例５と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図１３に示す。
（比較例６）
音波付与を行わなかったこと以外は実施例６と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図１４に示す。
図７〜図１１に示したように、実施例４〜８ではキズへのフィルムの埋め込み性が良好であることが確認された。一方、図１２〜図１４に示したように、比較例４〜６の場合は、銅張積層板とフィルムとの間に空隙が生じたり、フィルムの埋め込み部分にムラが生じたりして、十分な埋め込み性が得られなかった。
産業上の利用可能性
以上説明した通り、本発明のフィルム積層方法及び装置によれば、基板上にフィルムを積層する際に、基板又はフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与えることによって、音響振動エネルギー作用により、フィルムの基板への密着性及び凹凸被覆性を十分に高めることができ、高水準の埋め込み性が達成可能となる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の第１実施形態にかかるフィルム積層装置を示す概略構成図である。
図２は本発明の第２実施形態にかかるフィルム積層装置を示す概略構成図である。
図３は本発明の第３実施形態にかかるフィルム積層装置を示す概略構成図である。
図４は本発明の第４実施形態にかかるフィルム積層装置を示す概略構成図である。
図５は本発明の第５実施形態にかかるフィルム積層装置を示す概略構成図である。
図６は本発明の第６実施形態にかかるフィルム積層装置を示す概略構成図である。
図７は実施例４で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図８は実施例５で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図９は実施例６で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図１０は実施例７で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図１１は実施例８で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図１２は比較例４で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図１３は比較例５で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図１４は比較例６で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。

Claims (8)

1. 基板上にフィルムを積層するに際し、前記基板又は前記フィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与えるフィルム積層方法。
2. 前記基板上に前記フィルムを配置して厚さ方向に加圧すると共に、前記基板又は前記フィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える、請求項１に記載のフィルム積層方法。
3. 前記基板上に前記フィルムを配置して加圧する加圧工程と、
   前記加圧工程後の前記基板又は前記フィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える音波付与工程と、
   を有する、請求項１に記載のフィルム積層方法。
4. 前記基板上に前記フィルムを配置して前記基板又は前記フィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える音波付与工程と、
   前記音波付与工程後の前記基板と前記フィルムとを厚さ方向に加圧する加圧工程と、
   を有する、請求項１に記載のフィルム積層方法。
5. 前記音波の周波数が１６ｋＨｚ以上である、請求項１に記載のフィルム積層方法。
6. 前記基板が導電性金属層を備えるものであり、前記フィルムが感光性樹脂組成物又は熱硬化性樹脂組成物からなる層を備えるものである、請求項１に記載のフィルム積層方法。
7. 基板又は該基板上に配置されたフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える音波発生手段を備えるフィルム積層装置。
8. 前記基板上に配置された前記フィルムを厚さ方向に加圧する加圧手段をさらに備える、請求項７に記載のフィルム積層装置。

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