JP2001129918A - 積層板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性樹脂と金属箔とをラミネートする
際、高温でラミネートするため、被接着材料の熱膨張収
縮の変化が大きくなりできた積層板が外観不良になる。 【解決手段】 ラミネートする前に積層材料の両側に保
護材料を配して加熱・加圧し、積層板が冷却されてから
保護材料を剥離することによって、シワなく積層板が製
造できる。

Description

【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する。特には、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
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子電気機器用印刷回路基板に用いられ
る積層板には、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。

【０００３】熱硬化型の積層板の製造方法は、従来より
種々研究されており、樹脂含浸紙、樹脂含浸ガラス布等
と金属箔を多段プレスや真空プレスを用いてプレスし、
その後、高温で数時間熱硬化させてリジッド積層板を得
る方法や、ロール状の材料を１対の加熱ロールに挟んで
ラミネートし、その後、高温で数時間熱硬化させてフレ
キシブル積層板を得る方法、加熱ロールの代わりにダブ
ルベルトプレス装置を用いて熱ラミネートする方法等が
実施されている。その際、以下に示す問題を解決する目
的で、装置の加圧面と被積層材料との間に保護材料を挟
んで加圧加熱成形する場合がある。すなわち、金属箔表
面の傷や打痕の発生（特開昭６０−１０９８３５）や熱
ラミネート後の硬化炉における積層板の反りの発生（特
開平４−８９２５４）、あるいは樹脂溜まりのある平滑
性に乏しい樹脂含浸紙や樹脂含浸ガラス布等により滑ら
かなラミネート加工が阻害される等の問題が発生する場
合に保護材料を用いるときがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した熱硬化型の積
層板を製造する場合、加圧加熱成形温度は２００℃以下
である場合が殆どである。この程度の加熱温度では、被
積層材料にかかる熱応力が小さく、熱ラミネート時のシ
ワ等の外観不良は発生しにくい。

【０００５】ところが、熱融着型の積層板を製造する場
合、接着層を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度
（Ｔｇ）以上の温度で加圧加熱を行わなければ熱融着が
できない。一方、電子電気機器用積層板は、部品実装の
過程で高温加熱を受けるので、接着層を構成する熱可塑
性樹脂には少なくとも１８０℃以上のＴｇが求められ
る。更にその熱融着のためには２００℃以上の熱ラミネ
ート温度が必要となる。この様な高温でのラミネートで
は、被積層材料の熱膨張・熱収縮の変化が大きくなり、
ラミネートされた積層体にシワ等の外観不良を生じやす
いという問題がある。

【０００６】シワの発生原因をより詳しく説明すると、
例えば、熱ロールラミネート機で銅箔と熱可塑性ポリイ
ミドをラミネートする場合、熱ロールラミネート機のプ
レスロール間を通過することで、銅箔と熱可塑性ポリイ
ミドが貼り合わされる。ラミネート時、各被積層材料は
熱によって膨張した状態にあるが、一般に銅箔の線膨張
係数よりも熱可塑性ポリイミドの線膨張係数は大きいた
め、銅箔より面方向に大きく伸びた状態で熱可塑性ポリ
イミドは銅箔と熱ラミネートされ、逆に、冷却時には熱
可塑性ポリイミドは銅箔より面方向に大きく縮む。この
ため、できた積層板は面方向にシワを生じる。これは、
圧力が開放されるラミネート直後も、材料が熱を保持し
ており、その温度が熱可塑性ポリイミドのＴｇよりも高
いために熱可塑性ポリイミドは流動状態にあり、シワの
発生を抑止できないことも一因となっている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点に鑑
み、熱ラミネート時に生じるシワ等の外観不良のないフ
レキシブル基板材料として好適な積層板を提供するもの
である。

【０００８】すなわち、本発明者らは、上記同様の系で
ラミネート時に銅箔の外側に保護材料を配してラミネー
トすると、ラミネート後の熱可塑性ポリイミドは収縮し
ようとするが銅箔の外側に保護材料があるために面方向
の動きが抑制され、熱可塑性ポリイミドの動きが制限さ
れてシワが発生しないことを見出したのである。

【０００９】従って本発明の請求項１は、熱融着性の被
積層材料を含む複数の被積層材料を加圧加熱成形装置に
より貼り合わせてなる積層板の製造方法であって、該装
置の加圧面と被積層材料との間に保護材料を配置し２０
０℃以上の加圧加熱成形を行い、冷却後に該保護材料を
積層板から剥離することを特徴とする積層板の製造方法
である。ここでいう、被積層材料とは最終的に積層板と
して一体化されるシート状または板状の材料をさし、熱
融着性の被積層材料とは加熱による融着によって被積層
材料どうしを接着する機能を有する被積層材料をさす。
また、保護材料とは積層板の非構成材料をさす。多段で
加圧加熱成形を行うなどの方法を採る場合においては、
保護材料は加圧加熱成形装置の加圧面に接触せずに、あ
るいは隣接せずに配置され得る。

【００１０】更に、本発明の請求項２は、２種以上の被
積層材料を貼り合わせることを特徴とする、請求項１に
記載する積層板の製造方法である。本発明の請求項３
は、被積層材料として、厚みが５０μｍ以下の銅箔を用
いる、請求項１乃至請求項２のいずれか１項に記載する
積層板の製造方法である。本発明の請求項４は、被積層
材料として、熱可塑性ポリイミドを５０重量％以上含有
するプラスチックフィルムを用いる、請求項１乃至請求
項３のいずれか１項に記載する積層板の製造方法であ
る。本発明の請求項５は、保護材料として、ポリイミド
フィルムを用いる、請求項１乃至請求項４のいずれか１
項に記載する積層板の製造方法である。本発明の請求項
６は、加圧加熱成形装置が、熱ロールラミネート機また
はダブルベルトプレス機である、請求項１乃至請求項５
のいずれか１項に記載する積層板の製造方法である。本
発明の請求項７は、ロール状に巻かれた長尺シート状物
を、被積層材料および保護材料の少なくとも一方として
用いる、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載す
る積層板の連続製造方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細について説明
する。

【００１２】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。

【００１３】熱融着性の被積層材料としては、熱可塑性
樹脂フィルム、熱融着性の接着シート、熱可塑性樹脂含
浸紙、熱可塑性樹脂含浸ガラスクロス等が挙げられる
が、フレキシブル積層板用としては熱可塑性樹脂フィル
ム、熱融着性の接着シートが好ましい。熱可塑性樹脂フ
ィルムとしては耐熱性を有するものが好ましく、例え
ば、熱可塑性ポリイミド、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
ミド等の成形物が挙げられ、熱可塑性ポリイミド、熱可
塑性ポリエステルイミドが特に好適に用いられ得る。こ
れらの耐熱性の熱可塑性樹脂を５０％以上含有する熱融
着性の接着シートも本発明には好ましく用いられ、特に
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
配合した熱融着性の接着シートの使用は好ましい。また
各種特性の向上のために熱融着性シートには種々の添加
剤が配合されていても構わない。

【００１４】本発明では被積層材料について特に限定し
ないが、２種以上の被積層材料、より好ましくは、金属
箔、プラスチックフィルム、樹脂含浸紙、樹脂含浸ガラ
スクロス、および樹脂含浸ガラス不織布より選択される
２種以上の被積層材料、特には金属箔とプラスチックフ
ィルムを貼り合わせることが好ましい。

【００１５】金属箔としては銅箔が好ましく、５０μｍ
以下の銅箔がより好ましい。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】プラスチックフィルムとしては、熱硬化性
樹脂フィルム、熱硬化性樹脂をＢステージ化した接着シ
ート、熱可塑性樹脂フィルム、熱融着性の接着シート、
非熱可塑性樹脂フィルム等が挙げられる。非熱可塑性樹
脂フィルムの代表例としてはポリイミドフィルムが挙げ
られる。プラスチックフィルムには必要に応じて、片面
または両面に接着剤が塗布されていても構わないし、既
に積層成形されたフィルムを更に本発明にかかる積層成
形に供しても構わない。

【００１７】加圧加熱成形装置については、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
にこだわらず、例えば、単動プレス装置、多段プレス装
置、真空プレス装置、多段真空プレス装置、オートクレ
ーブ装置、熱ロールラミネート機、ダブルベルトプレス
機等が挙げられ、これらのうち熱ロールラミネート機、
ダブルベルトプレス機が好ましく用いられ得る。特に被
積層材料、保護材料としてロール状に巻かれた長尺シー
ト状物をこれらの装置と組み合わせて用いると、積層板
の連続製造が可能となり生産性の向上に繋がる。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。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。

【００１８】保護材料は、ラミネートした製品のシワ等
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。
また、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、７５μｍ以
上の厚みが好ましい。

【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１０
０℃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。以下実施例を記載して本発明をより詳細に説明す
る。

【００２０】

【実施例】実施例中のガラス転移温度（Ｔｇ）は、島津
製作所 ＤＳＣ ＣＥＬＬ ＳＣＣ−４１（示差走査熱
量計）により、窒素気流下、昇温速度１０℃／分にて、
室温から４００℃までの温度範囲で測定した。

【００２１】実施例１ Ｔｇ１９０℃の２５μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム
（鐘淵化学工業株式会社製 ＰＩＸＥＯ ＴＰ−Ｔ）の
両側に１８μｍの電解銅箔を配し、さらにその両側に保
護フィルムとして１２５μｍのポリイミドフィルム（鐘
淵化学工業株式会社製 アピカル１２５ＡＨ）を配し
て、熱ロールラミネート機（温度２６０℃、Ｌ／Ｓ０．
５m/min、線圧１００kgf/cm）でフレキシブル積層板を
作製した。

【００２２】その結果、外観にシワ等の不良のないフレ
キシブル積層板を得た。

【００２３】実施例２ 前記２５μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム（Ｔｇ１９
０℃）の両側に実施例１の電解銅箔よりシワが発生しや
すい１８μｍの圧延銅箔を配し、さらにその両側に保護
フィルムとして前記１２５μｍのポリイミドフィルムを
配して、熱ロールラミネート機（温度２６０℃、Ｌ／Ｓ
０．５m/min、線圧１００kgf/cm）でフレキシブル積層
板を作製した。

【００２４】その結果、外観にシワ等の不良のないフレ
キシブル積層板を得た。

【００２５】実施例３ 前記２５μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム（Ｔｇ１９
０℃）の両側に１８μｍの電解銅箔を配し、さらにその
両側に保護フィルムとして前記１２５μｍのポリイミド
フィルムを配して、ダブルベルトプレス機（温度３００
℃、Ｌ／Ｓ０．５m/min、線圧１００kgf/cm）でフレキ
シブル積層板を作製した。

【００２６】その結果、外観にシワ等の不良のないフレ
キシブル積層板を得た。

【００２７】実施例４ 前記２５μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム（Ｔｇ１９
０℃）の両側に実施例３の電解銅箔よりシワになりやす
い１８μｍの圧延銅箔を配し、さらにその両側に保護フ
ィルムとして前記１２５μｍのポリイミドフィルムを配
して、ダブルベルトプレス機（温度２６０℃、Ｌ／Ｓ
０．５m/min、線圧１００kgf/cm）でフレキシブル積層
板を作製した。

【００２８】その結果、外観にシワ等の不良のないフレ
キシブル積層板を得た。

【００２９】比較例１ 保護フィルムの１２５μｍのポリイミドフィルムを使用
せず、それ以外は実施例１と同様にしてフレキシブル積
層板を得た。

【００３０】その結果、ラミネートの進行方向に縦筋が
入ったようなシワが発生した。

【００３１】比較例２ 保護フィルムの１２５μｍのポリイミドフィルムを使用
せず、それ以外は実施例２と同様にしてフレキシブル積
層板を得た。

【００３２】その結果、ラミネートの進行方向に縦筋が
入ったようなシワが発生した。

【００３３】比較例３ 保護フィルムの１２５μｍのポリイミドフィルムを使用
せず、それ以外は実施例３と同様にしてフレキシブル積
層板を得た。

【００３４】その結果、ラミネートの進行方向に縦筋が
入ったようなシワが発生した。

【００３５】比較例４ 保護フィルムの１２５μｍのポリイミドフィルムを使用
せず、それ以外は実施例４と同様にしてフレキシブル積
層板を得た。

【００３６】その結果、ラミネートの進行方向に縦筋が
入ったようなシワが発生した。

【００３７】

【発明の効果】本発明による積層板の製造方法を用いる
ことによって、ラミネート時にシワになりやすい圧延銅
箔を用いた場合においても、外観良好な積層板を得るこ
とが出来る。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。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AB17A AB33A AK01B AK49B BA02 EA021 EH012 EJ182 EJ422 EJ882 EJ912 EK06 EK08 GB43 JB16B JL04 5E314 AA36 CC15 DD05 EE03 FF06 FF19 GG24

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱融着性の被積層材料を含む複数の被積
   層材料を加圧加熱成形装置により貼り合わせてなる積層
   板の製造方法であって、該装置の加圧面と被積層材料と
   の間に保護材料を配置し２００℃以上の加圧加熱成形を
   行い、冷却後に該保護材料を積層板から剥離することを
   特徴とする積層板の製造方法。
2. 【請求項２】 ２種以上の被積層材料を貼り合わせるこ
   とを特徴とする、請求項１に記載する積層板の製造方
   法。
3. 【請求項３】 被積層材料として、厚みが５０μｍ以下
   の銅箔を用いる、請求項１乃至請求項２のいずれか１項
   に記載する積層板の製造方法。
4. 【請求項４】 被積層材料として、熱可塑性ポリイミド
   を５０重量％以上含有するプラスチックフィルムを用い
   る、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載する積
   層板の製造方法。
5. 【請求項５】 保護材料として、ポリイミドフィルムを
   用いる、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載す
   る積層板の製造方法。
6. 【請求項６】 加圧加熱成形装置が、熱ロールラミネー
   ト機またはダブルベルトプレス機である、請求項１乃至
   請求項５のいずれか１項に記載する積層板の製造方法。
7. 【請求項７】 ロール状に巻かれた長尺シート状物を、
   被積層材料および保護材料の少なくとも一方として用い
   る、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載する積
   層板の連続製造方法。