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【発明の名称】 耐熱性フレキシブル積層板の製造方法
【発明者】 【氏名】片岡孝介

【氏名】長谷直樹

【氏名】伏木八洲男

【要約】 【課題】耐熱性接着フィルムと金属材料をラミネートしてフレキシブル積層板を作製する際の生産性を向上させる方法を提供する。

【解決手段】1対以上の金属ロールを有する熱ロールラミネート装置を用いて金属箔と耐熱性接着フィルムを貼り合わせて耐熱性フレキシブル積層板を製造する方法であって、金属ロールの直径が200mm以上であり、複数層の金属箔と耐熱性接着フィルムを同時にラミネートすることを特徴とする耐熱性フレキシブル積層板の製造方法により達成される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】1対以上の金属ロールを有する熱ロールラミネート装置を用いて金属箔と耐熱性接着フィルムを貼り合わせて耐熱性フレキシブル積層板を製造する方法であって、金属ロールの直径が200mm以上であり、複数層の金属箔と耐熱性接着フィルムを同時にラミネートすることを特徴とする耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。
【請求項2】前記耐熱性接着フィルムが、接着成分中に熱可塑性ポリイミドを50重量%以上含有する接着シートである請求項1記載の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。
【請求項3】前記金属箔が、厚みが50μm以下の銅箔である請求項1又は2に記載の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加圧加熱成形装置で製造される積層板の製造方法に関し、特に電子電気機器等に用いられるフレキシブル積層板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、エレクトロニクス製品の軽量化、小型化、高密度化に伴い、プリント基板の需要が高くなり、特に、絶縁性フィルム上に銅箔回路を形成して成るフレキシブルプリント基板の需要が高まっている。このフレキシブル積層板には、金属箔が熱硬化性樹脂等の熱硬化型接着剤によって貼付された積層板(以下、熱硬化型の積層板と表す)と、熱可塑性樹脂等の熱融着型接着剤によって貼付された積層板(以下、熱融着型の積層板と表す)がある。熱硬化型の積層板は、ポリイミドフィルム等の耐熱性フィルムの両面にエポキシ樹脂やアクリル樹脂といった熱硬化型の接着剤を形成し、金属箔と貼り合わせた後、長時間キュアを行い、硬化を完了させ作製される。近年、環境問題から半田材料に従来の融点より高温である鉛フリーの半田が用いられるようになり、それに伴い、フレキシブル積層板に要求される耐熱性がさらに厳しいものとなり、この接着層のエポキシ樹脂、アクリル樹脂では耐熱性を満足することができなくなってきた。
【0003】その耐熱性の要求に応えるべく、接着層に熱可塑性ポリイミド樹脂を使用した熱融着型の積層板が使用されている。熱融着型の積層板の製造は、金属材料の片面にポリイミド樹脂を塗布・乾燥、もしくはポリイミド前駆体溶液を塗布・乾燥・キュアし、接着面同士を向かい合わせにした状態でラミネート装置で貼り合わせて両面のフレキシブル積層板を製造する方法や、ポリイミドフィルム等の耐熱性フィルムの両面にポリイミド樹脂を塗布・乾燥、もしくはポリイミド前駆体溶液を塗布・乾燥・キュアして接着フィルムを作製し、銅箔/接着フィルム/銅箔の構成で、ラミネート装置で貼り合わせて両面のフレキシブル積層板を製造する方法等がある。
【0004】近年、はんだペーストの鉛フリー化に伴いはんだリフローの温度が上昇してきている。そのため、フレキシブル積層板の耐熱性に対する要求も増しており、それに使用されている接着剤も耐熱性が要求される。接着剤の耐熱性を上げるために、熱可塑性接着剤のガラス転移温度(以下Tgと表す)を上げたり、Tg以上の温度での接着剤の弾性率をあまり低下させない等の工夫がなされている。
【0005】このような接着剤を耐熱性フィルムの両面に形成してた耐熱性接着フィルムと金属箔とを熱ロールラミネート装置で熱ラミネートする場合、従来にも増して十分な加熱が必要となるが、熱ロールラミネート装置の加圧はロール間を通過する一瞬で終わるので、ラミネート時間を稼ぐためにはラミ速度を遅くしなければならず、耐熱性フレキシブル積層板の生産性が落ちるという問題があった。
【0006】また、従来の接着剤を用いた耐熱性接着フィルムを熱ロールラミネート装置で熱ラミネートする場合も、熱ロールラミネート装置の加圧はロール間を通過する一瞬で終わるので、ラミ速度はある一定以上の速度にすることができず、フレキシブル積層板の生産性を上げることができないという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前記問題点に鑑み、耐熱性接着フィルムと金属材料をラミネートしてフレキシブル積層板を作製する際の生産性を向上させる方法を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、金属材料と耐熱性接着フィルムを複数対重ねて、熱ラミネートを行うことで、生産性を数倍にすることができることを見出し本発明に達した。すなわち本発明は、1対以上の金属ロールを有する熱ロールラミネート装置を用いて金属箔と耐熱性接着フィルムを貼り合わせて耐熱性フレキシブル積層板を製造する方法であって、金属ロールの直径が200mm以上であり、複数層の金属箔と耐熱性接着フィルムを同時にラミネートすることを特徴とする耐熱性フレキシブル積層板の製造方法であり、前記耐熱性接着フィルムは、接着成分中に熱可塑性ポリイミドを50重量%以上含有する接着シートであるのが好ましい。
【0009】また、前記金属箔としては、厚みが50μm以下の銅箔であるのが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細について説明する。本発明の製造方法で得られる積層板の用途は特に限定されるものではないが、主として電子電気用のフレキシブル積層板として用いられるものである。
【0011】耐熱性接着フィルムとしては、熱融着性を有する樹脂から成る単層フィルム、熱融着性を有さないコア層の両側に熱融着性を有する樹脂層を形成して成る複数層フィルム、紙、ガラスクロス等の基材に熱融着性を有する樹脂を含浸したフィルム等が挙げられるが、ガラスクロス等の剛性のある基材を使用すると屈曲性が劣ることより、フレキシブル積層板用の接着フィルムとしては、熱融着性を有する樹脂から成る単層フィルム、熱融着性を有さないコア層の両側に熱融着性を有する樹脂層を形成して成る複数層フィルムが好ましい。熱融着性を有する樹脂から成る単層フィルム、熱融着性を有さないコア層の両側に熱融着性を有する樹脂層を形成して成る複数層フィルムとしては耐熱性を有するものが好ましく、接着成分が熱可塑性ポリイミド系成分から成るもの、例えば、熱可塑性ポリアミドイミド、熱可塑性ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリエステルイミド等が好適に用いられ得る。これらの耐熱性の熱可塑性樹脂を接着成分中の50%以上含有する接着フィルムも本発明には好ましく用いられ、エポキシ樹脂やアクリル樹脂のような熱硬化性樹脂等を配合した接着フィルムの使用も好ましい。各種特性の向上のために接着フィルムには種々の添加剤が配合されていても構わない。フィルムの表面性改善のためであれば、フィラーの種類は特に限定しないが、リン酸水素カルシウム等のフィラーを使用することができる。
【0012】接着フィルムの構成は、耐熱性の接着層を外側に有するものであれば、熱融着性の接着成分のみから成る単層でも構わないが、寸法特性等の観点から、熱融着性を有さないコア層の両側に熱融着性の接着層を有する3層構造のフィルムが好ましい。この熱融着性を有さないコア層は、耐熱性があれば特に限定しないが、非熱可塑性のポリイミドフィルムの使用が好ましい。
【0013】接着フィルムの作製方法については特に限定しないが、接着剤層単層からなる場合、ベルトキャスト法、押出法等により製膜することができる。また、接着フィルムの構成が接着層/熱融着性を有さないコア層/接着層という3層からなる場合、熱融着性を有さないコア層(例えば、耐熱性フィルム)の両面に接着剤を、片面ずつ、もしくは両面同時に塗布して3層の接着シートを作製する方法や、耐熱性フィルムの両面に接着成分のみからなる単層の接着フィルムを配して貼り合わせて3層の接着フィルムを作製する方法がある。接着剤を塗布して3層の接着フィルムを作製する方法において、特にポリイミド系の接着剤を使用する場合、ポリアミック酸の状態で耐熱性フィルムに塗布し、次いで乾燥させながらイミド化を行う方法と、そのまま可溶性ポリイミド樹脂を塗布し、乾燥させる方法があり、接着剤層を形成する方法は特に問わない。その他に、接着層/耐熱融着性を有さないコア層/接着層のそれぞれの樹脂を共押出して、一度に耐熱性接着フィルムを製膜する方法もある。
【0014】本発明においては、熱ロールラミネート装置を用いて金属箔と耐熱性接着フィルムを張り合わせる際に、該装置の加圧面と被積層材料(金属箔と耐熱性接着フィルム)の最外層との間に保護材料を配置し200℃以上の加圧加熱成形を行い、保護材料と被積層材料とを軽く密着させておき、冷却後に該保護材料を積層板から剥離する製造方法が好ましい。ここで、保護材料とは積層板の非構成材料をさす。また、保護材料と被積層材料はラミネートロールを通過することで軽く密着された状態にある。ここで軽く密着という状態は、保護フィルムと被積層材料が何も力を加えない状態で双方が剥離しない状態をいい、手で剥がすと簡単に剥がれる状態をいう。
【0015】金属箔としては、特に限定しないが、電子電気機器用に用いられる積層板の場合、導電性・コストの点から銅箔を用いるのが好ましい。また、金属箔の厚みについては、銅箔の厚みが薄いほど回路パターンの線幅を細線化できることから、50μm以下の銅箔が好ましい。特に35μm以下の銅箔はそれ以上の厚みの銅箔に比べてコシがなく、熱ラミネートする際にシワを生じやすいため、35μm以下の銅箔について、本発明は顕著な効果を発揮する。また、銅箔の種類としては圧延銅箔、電解銅箔、HTE銅箔等が挙げられ特に制限はなく、これらの表面に接着剤が塗布されていても構わない。
【0016】熱ロールラミネート装置については、被積層材料を加熱して圧力を加えてラミネートする装置であれば特にこだわらない。加熱方法について、所定の温度で加熱することができるものであれば特にこだわらず、熱媒循環方式、熱風加熱方式、誘電加熱方式等が挙げられる。加熱温度は200℃以上が好ましいが、電子部品実装のために積層板が雰囲気温度240℃の半田リフロー炉を通過する用途に供される場合には、それに応じたTgを有する熱融着シートを使用するため240℃以上の加熱が好ましい。ラミネートロールの材質はゴム、金属等、特に限定しないが、ラミネート温度が280℃以上の高温になると、ゴムロールは劣化するため使用できず、金属ロールが好ましい。加圧方式についても所定の圧力を加えることができるものであれば特にこだわらず、油圧方式、空気圧方式、ギャップ間圧力方式等が挙げられ、圧力は特に限定されない。
【0017】ラミネートロールの直径は特にこだわらない。ラミネートの生産性を上げるために、ラミネートロールは2対以上連続で設置するのが好ましい。隣接するラミネートロールの直径は特にこだわらないが、直径が異なるほうがより近接に設置できるので好ましい。
【0018】保護材料は、ラミネートした製品のシワ発生等の外観不良から保護する目的を満たすものであれば何でも良い。ただし、加工時の温度に耐え得るものでなければならず、例えば250℃で加工する場合は、それ以上の耐熱性を有するポリイミドフィルム等が有効である。保護材料の厚みは特に限定しないが、ラミネート後の積層板のシワ形成を抑制する目的から、50μm以上の厚みが好ましい。保護材料の厚みが75μm以上であればシワ形成をほぼ完全に抑制できるため、さらに好ましい。また、保護材料は被積層材料と軽く密着するものであれば、特に表面処理等を施す必要がない。逆に保護材料が被積層材料と密着しないものである場合、保護材料側に軽く密着するような表面処理を施したり、銅箔側に同様な表面処理を施したり、保護材料、銅箔の両方に表面処理を施したりしても構わない。また、銅箔表面の酸化を防ぐ目的で施された防錆処理等、他の目的で施した表面処理であっても、保護材料と被積層材料が軽く密着するようなものであれば、表面処理を施してあっても構わない。
【0019】保護材料を剥離する際の積層板の温度は、熱可塑性樹脂を被積層材料として使用する場合には、そのTg以下の温度が好ましい。より好ましくはTgよりも50℃以上低い温度、更に好ましくはTgよりも100℃以上低い温度である。最も好ましくは室温まで冷却された時点で保護材料を積層板から剥離するのが好ましい。
【0020】金属箔と耐熱性接着フィルムは、耐熱性フレキシブル積層板の生産性を上げるために、2組以上の組み合わせでラミネートするのが好ましい。ここでいう1組とは、片面板であれば、金属箔/耐熱性接着フィルムであり、両面板であれば、金属箔/耐熱性接着フィルム/金属箔の構成である。ラミネートする際の1組と1組の間には、何もなくても構わないが、仕切りとして保護フィルムを挟んでラミネートしても問題ない。以下実施例を記載して本発明をより詳細に説明する。
【0021】
【実施例】本発明の実施例及び比較例を挙げ、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでない。フレキシブル積層板の生産性倍率は比較例1の1組の材料での生産性を1としたときの倍率を表した。尚、ピール強度(接着剥離強度)については、以下のように測定した。
【0022】(ピール強度)JIS C6471「6.5引きはがし強さ」に準拠して行った。具体的には、島津製作所(株)製:オートグラフS-100-Cを用いて、ラミネート直後の保護材料とフレキシブル積層板が密着した状態でサンプルを抜き取り、それを1cm幅に切り出して硬い基板上に両面テープで固定し、保護フィルム側から180度の剥離角度で引張り速度50mm/minで剥離し、その荷重を測定した。
【0023】(実施例1)耐熱性接着フィルム(鐘淵化学工業製の25μm厚PIXEO BP HT-142)の両側に金属箔(ジャパンエナジー製の18μm圧延銅箔BHY-22B-T)を図1のように2組配し、さらにその両側に保護材料(鐘淵化学工業製のアピカル125AH)を配した状態で、図1のような熱ロールラミネート装置(図1の4:熱ロールの直径=300mm)で、ラミネート温度350℃、ラミネート圧力50N/mm、ラミネート速度2.0m/minの条件でラミネートを行い、フレキシブル積層板を得た。その結果、ピール強度(接着剥離強度)は10N/cmであり、比較例1に対する生産倍率は2倍であった。
【0024】(実施例2)耐熱性接着フィルム(鐘淵化学工業製の25μm厚PIXEO BP HT-142)の両側に金属箔(ジャパンエナジー製の18μm圧延銅箔BHY-22B-T)を図2のように3組配し、さらにその両側に保護材料(鐘淵化学工業製のアピカル125AH)を配した状態で、図2のような熱ロールラミネート装置(図2の4:熱ロールの直径=300mm)で、ラミネート温度350℃、ラミネート圧力50N/mm、ラミネート速度2.0m/minの条件でラミネートを行い、フレキシブル積層板を得た。その結果、ピール強度(接着剥離強度)は10N/cmであり、比較例1に対する生産倍率は3倍であった。
【0025】(比較例1)耐熱性接着フィルム(鐘淵化学工業製の25μm厚PIXEO BP HT-142)の両側に金属箔(ジャパンエナジー製の18μm圧延銅箔BHY-22B-T)を図1のように2組配し、さらにその両側に保護材料(鐘淵化学工業製のアピカル125AH)を配した状態で、図1のような熱ロールラミネート装置(図1の4:熱ロールの直径=150mm)で、ラミネート温度350℃、ラミネート圧力50N/mm、ラミネート速度2.0m/minの条件でラミネートを行った。この結果、ピール強度(接着剥離強度)は6N/cm程度のフレキシブル積層板であった。
【0026】
【発明の効果】本発明によって、熱ロールラミネート装置でのフレキシブル積層板の生産性を格段に向上させることができる。従って本発明は、特に電子電気機器用のフレキシブル積層板として好適な材料を提供するものである。
【出願人】 【識別番号】000000941
【氏名又は名称】鐘淵化学工業株式会社
【出願日】 平成13年6月22日(2001.6.22)
【代理人】
【公開番号】 特開2003−1753(P2003−1753A)
【公開日】 平成15年1月8日(2003.1.8)
【出願番号】 特願2001−190497(P2001−190497)