JP2001135914A - フレキシブルプリント基板用両面銅張り積層板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐熱性フィルムの両面に熱硬化性接着剤を介し
てロールラミネート法で銅箔を積層一体化してなるフレ
キシブルプリント基板用両面銅張り積層板において、熱
硬化後の接着剤に気泡が一切発生しない方法を提供する
ことにある。 【解決手段】接着剤の熱硬化処理を気相式加圧加熱炉中
にて、加圧状態で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフレキシブルプリン
ト基板用両面銅張り積層板の製造方法に関する。更に詳
しくは、気泡欠点のない長尺の両面銅張り積層板を効率
よく製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フレキシブルプリント配線板は、電子機
器の小型・軽量化の進展と共に部品搭載基板、相互接続
用として必要不可欠の部材となっている。特に、カメラ
・ビデオカムコーダー・携帯電話などでは両面フレキシ
ブル配線板が好ましく利用されている。両面フレキシブ
ルプリント配線板は、耐熱性フィルムの両面に熱硬化性
接着剤を介して銅箔を張り合わせた両面銅張り積層板を
出発材料として製造されている。

【０００３】一方、フレキシブルプリント基板用両面銅
張り積層板は、耐熱性フィルム側または銅箔側の何れ
か、あるいは両方に熱硬化性接着剤を塗布・乾燥し、両
者を熱プレスまたは熱ロールラミネート法により積層一
体化した後、接着剤の熱硬化処理工程を経て製造され
る。

【０００４】ここで、熱プレス法は枚葉、単板処理とな
るため生産性が悪い。熱ロールラミネート法は、銅箔と
耐熱性フイルムを積層一体化するまではインラインコー
ティングラミネートが出来る点で非常に生産性が高い。
つまり、接着剤のコーティング設備で接着剤のコーティ
ング・乾燥と銅箔／フィルムのラミネートをインライン
で製造できるからである。しかし、フィルムの両面に銅
箔を積層一体化後ロール状で接着剤を熱硬化処理するに
は大きな問題がある。すなわち、使用する接着剤或いは
接着剤の乾燥条件、更にはラミネートする前までの接着
剤の熱処理条件（これは硬化反応の進み度合いに影響す
る）にもよるが、熱硬化処理時に接着剤層に気泡が発生
する確率が非常に高いのである。

【０００５】フレキシブルプリント基板用両面銅張り積
層板において、気泡が発生すると、（１）気泡部分に導
体パターンが形成されるとその部分の接着力が低下す
る、（２）導体パターンのスペース部分にあっても、導
体間隔が狭い際には絶縁性が低下する、などの欠陥が発
生し、工業製品としての価値が非常に低くなるため、気
泡の発生を効率よく抑止することは当業界の大きな課題
である。

【０００６】ここで、熱硬化処理時に接着剤層に気泡が
発生する原因は、コーティング乾燥時の残溶剤や、フィ
ルム中に残った水分或いは硬化反応時に発生する揮発性
反応生成物によるものであり、熱硬化時の気泡の発生を
避けるために、これまでは接着剤樹脂組成・溶剤組成の
選定、乾燥条件の厳密な管理、オーブンキュア条件の最
適化をして対処している。

【０００７】これらの対策をとってもなお、季節による
大気湿度の変動、原料フィルムのロットによる吸湿水分
率変動、接着剤原料樹脂特性の微妙なロット変動などが
あるため、実際の生産では気泡の発生を皆無にすること
は極めて困難であった。

【０００８】フレキシブル銅張り積層板のなかでも、片
面板では、通常オーブンを使用して熱硬化処理を行って
も気泡の発生はあまり起こらない。これは水分などの気
体が片面のフィルム層を拡散して系外へ放出されるため
である。これに対し銅箔が両面に張り合わせてある両面
板では、銅箔に覆われているため気体の逃げ道が無く、
気体の蒸気圧によって気泡を形成し、接着剤層にそのま
ま気泡として残ってしまうのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題を
根本的に解決するために考案されたもので、耐熱性フイ
ルムの両面に熱硬化性接着剤を介してロールラミネート
法で銅箔を積層一体化してなるフレキシブルプリント基
板用両面銅張り積層板において、熱硬化後の接着剤に気
泡が一切発生しない製法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、耐熱
性フィルムの両面に熱硬化性接着剤を介して銅箔を積層
一体化してなるフレキシブルプリント基板用両面銅張り
積層板の製造する際に、接着剤の加熱硬化処理を気相式
加圧加熱炉中にて加圧状態で行うことを特徴とする、フ
レキシブルプリント基板用両面銅張り積層板の製造方法
である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明について詳細に説明する。

【００１２】本発明の製造方法によれば、接着剤コーテ
イング乾燥時の残溶剤率の多少の変動、耐熱性フイルム
の水分率の変動、大気水分の変動などに関わりなく、長
尺・ロール巻き状態で接着剤の熱硬化処理を行っても気
泡の発生は一切認められず、フレキシブルプリント基板
用両面銅張り積層板を極めて効率的かつ安定に生産でき
る。

【００１３】耐熱性フイルムの両面に熱硬化性接着剤を
介して銅箔を積層一体化した後、接着剤の加熱硬化処理
を気相式加圧加熱炉中にて加圧状態で行うことが本発明
の特徴である。

【００１４】さらに耐熱性フィルムの両面と銅箔の張り
合わせにおいては、銅箔または耐熱性フイルム或いはそ
の両者に接着剤を塗布乾燥し、耐熱性フィルムの両面に
同時に銅箔を張り合わせる方法、或いは片面毎に２回ラ
ミネートする方法がある。片面毎に２回ラミネートする
方法では、耐熱性フィルムの片面に銅箔を張り合わせて
先ずその接着面の熱硬化処理を施した後に、耐熱性フィ
ルムの反対面に再度銅箔を張り合わせるものである。

【００１５】本発明は、耐熱性フィルムの両側に銅箔が
接着積層され片面側或いは両面側とも接着剤が未硬化状
態にあるものを、気相式加圧加熱炉中にて加圧状態で熱
処理することにより接着剤層に気泡発生を伴うことなく
熱硬化を容易に実施できるものである。

【００１６】本発明におけるフレキシブルプリント基板
用の耐熱性フィルムとしては、”カプトン”、”アピカ
ル”、”ユーピレックス”などに代表されるポリイミド
フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリ
フエリレンサルファイドフィルム、アラミドフイルム、
ポリアミドイミドフィルム、などやアラミド不織布に樹
脂を含浸したフレキシブル材料なども含まれる。

【００１７】本発明で適用される熱硬化性の接着剤とし
ては、フェノールブチラール系、ポリアミドエポキシ
系、ポリアミドフェノール系、ＮＢＲエポキシ系などが
ある。また銅箔においては、電解銅箔、圧延銅箔いずれ
も好ましく使用され、特性を改良した銅合金箔も使用す
ることができる。

【００１８】本発明において、フレキシブルプリント基
板用接着剤は、通常有機溶剤溶液の形で供給され、ロー
ルまたはダイコータでフイルム基材または銅箔に塗布乾
燥されロールラミネート方式で両者が積層一体化され
る。接着剤は通常フイルム基材または銅箔の何れか一方
に塗布されるが、必要に応じて両者に塗布されることも
あり、いずれに限定されるものではない。

【００１９】また、銅箔とフイルム基材の積層一体化は
ロールラミネート方式で実施され、接着剤コーティング
・乾燥設備に敷設されたロールラミネートゾーンでコー
テイングと同時にラミネートするいわゆるインラインコ
ーティングラミネート方式が効率的であるが、コーティ
ング・乾燥とロールラミネートを別々に行うオフライン
ラミネート方式も実施される。

【００２０】本発明のフレキシブルプリント基板用両面
銅張り積層板は、銅箔表面に熱硬化性接着剤を塗布乾燥
したものをフイルム基材の両側に同時に張り合わせる方
法、フィルム基材の両面に接着剤を塗布乾燥しておき、
ついで銅箔を両側から同時に張り合わせる方法（両面同
時ラミネート法）、或いはフイルムの片面に銅箔を張り
合わせた後、反対面に接着剤を塗布乾燥して銅箔を張り
合わせるか、接着剤を塗布乾燥した銅箔をフイルム面に
張り合わせる（逐次ラミネート法）方法がある。

【００２１】いずれのラミネート方法でも特に限定はさ
れないが、設備の簡便性や製品の平面性・寸法安定性な
どの点に注目するのであれば、逐次ラミネートのほうが
好ましい。

【００２２】また、逐次ラミネート法の場合でも、接着
剤の熱硬化処理を両面同時に実施する（同時硬化方式）
よりも、フィルム基材の片面に銅箔を張り合わせて接着
剤の熱硬化処理を施した後、再度フィルムの反対面に銅
箔を張り合わせ熱硬化処理を施す、いわゆる逐次硬化方
式が好ましい。また逐次硬化方式においては、逐次硬化
の初回の接着剤熱硬化は、通常のエヤオーブンで処理し
ても問題はない。逐次硬化が望ましいのは、片面に銅箔
が積層ラミネートされたフイルムの裏面に２回目の接着
剤をコーティング・乾燥する際に、１回目にコーティン
グした接着剤層に気泡が発生する危険を回避できるため
である。即ちコータの乾燥温度が高い場合、１回目の接
着剤が未硬化の状態にあると揮発成分によって気泡が生
じる確率が非常に高いのである。

【００２３】本発明の方法によれば接着剤コーティング
乾燥時の残溶剤率の多少の変動、耐熱性フイルムの水分
率の変動、大気水分の変動などに関わりなく、長尺・ロ
ール巻き状態で接着剤の熱硬化処理を逐次硬化、両面同
時硬化何れの方法で実施しても気泡の発生は一切認めら
れず、フレキシブルプリント基板用両面銅張り積層板を
極めて効率的かつ安定に生産できるのである。但し、両
面同時硬化する場合には２回目の接着剤コーティング時
に一回目にコーティングした接着剤層に気泡が生じない
ような乾燥条件を選定する必要がある。

【００２４】本発明の製造方法の一態様を説明する。耐
熱性フィルムの両面に銅箔が積層一体化され、接着剤の
片面のみ或いは両面とも未硬化状態にあるものを気相式
加圧加熱炉に入れ、空気または必要に応じて不活性ガス
にて加圧状態とし、熱処理を施して接着剤の熱硬化反応
を行う。ついで気体による加圧状態を保ったまま冷却
し、冷却が終了後、放圧して加圧炉の圧力を下げ常圧に
戻して製品を取り出す。加圧炉解放前に真空引きしても
構わない。また放圧のタイミング（方圧開始終了温度）
としては使用する接着剤の特性にもよるが、硬化反応終
了後出来るだけ室温近くまで冷却するのがよい。

【００２５】本発明では、長尺ロールものを用いるの
で、これらの全長、全件に均一に長時間圧力をかけ得る
のは、気相式が非常に好ましい。また加圧に使用するガ
スとしては、空気や、窒素、アルゴンなどの不活性ガス
のいずれでも構わず、これらを単種、もしくは２種以上
混合して用いてもよい。

【００２６】本発明の加圧力については、気泡の発生を
完全に抑制する観点より使用する接着剤や溶剤の種類お
よび乾燥条件にもよるが、通常０．３ＭＰａ以上が好ま
しく、より好ましくは０．５ＭＰａ以上であり、さらに
好ましくは０．６ＭＰａ以上である。

【００２７】また加圧状態で熱処理する温度・時間につ
いては、接着剤の熱硬化をほぼ完全に終了させる条件を
選定すればよく、通常最高到達温度１４０℃から１８０
℃の範囲で０．５から１０時間の範囲で実施されるが特
に限定されない。

【００２８】但し、長尺のロール状積層品を全幅・全長
に亘って均一な熱履歴を与え、かつ銅箔とフィルム間の
ズレによる皺・挫屈などの発生を避けるために、昇温は
数回に分けて徐々に行うのがよい。

【００２９】

【実施例】以下、実施例により本発明の内容を具体的に
示す。

【００３０】本発明でいう接着剤熱硬化時に発生する気
泡は大小様々であるが、通常目視観察では概略直径０．
１ｍｍ以上の大きさのものが容易に識別でき、これより
小さいものについては拡大倍率２０倍の顕微鏡を用いて
直径約０．０１ｍｍのものを観察した。

【００３１】実施例１ 予め接着剤硬化が終了したフレキシブル片面銅張り積層
板（ポリイミドフィルム”カプトン”１００Ｖ（幅５０
８ｍｍ、厚み２５μｍ）／接着剤／銅箔（幅５１５ｍ
ｍ、厚み１８μｍ）を用いて、ポリイミドフィルム面に
フレキシブルプリント基板用接着剤であるポリエステル
／エポキシ系接着剤溶液を塗布・乾燥（接着剤塗布幅５
０５ｍｍ、乾燥厚み１８μｍ）、インラインラミネート
法で厚み１８μｍのプリント基板用電解銅箔（三井金属
鉱業（株）製３ＥＣ−ＨＴＥ）をロールラミネートして
巻き取った。

【００３２】これを２００ｍの長さで１４インチ径のＳ
ＵＳコアに巻いて気相式加圧加熱炉に入れ、炉圧を空気
加圧にて０．４ＭＰまで昇圧、このあと約２５分間で９
０℃まで昇温、９０℃で２．５時間保った後１１０℃ま
で昇温（約１０分間）、この温度で３．５時間保ち更に
１５０℃まで昇温（約１５分）、この温度で５時間加熱
処理して接着剤の熱硬化反応を終了した。

【００３３】この後加圧状態を保ったまま冷却を開始し
約１時間後に７０℃まで温度を下げた。この時点から気
相式加圧加熱炉の放圧を始め約３０分間で常圧とした。
更に放冷して４０℃以下としてから内容物を取り出し
た。

【００３４】かくして得られた両面板から、長さ方向に
おいて０ｍ地点、１００ｍ地点、２００ｍ地点の３カ所
から幅方向各３点計９個（１０ｃｍ角サイズ）のサンプ
リングをし、銅箔を全面エッチングして気泡の有無を調
べたが、目視観察・顕微鏡観察結果とも気泡は全く認め
られなかった。

【００３５】実施例２ 東レデュポン（株）製”カプトン”１００Ｖ（幅５０８
ｍｍ、厚み２５ｘｍ）にフレキシブルプリント基板用接
着剤であるカルボキシ化ニトリルゴム／エポキシ系接着
剤溶液を塗布・乾燥（塗布幅５０５ｍｍ、乾燥厚み１０
ｘｍ）インラインラミネート法で厚み１８ミクロン、幅
５１５ｍｍの日鉱グールドホイル（株）製プリント基板
用圧延銅箔をロールラミネートして巻き取った。

【００３６】さらにこのもののポリイミドフイルム面に
同じ接着剤を塗布乾燥、同じ銅箔をラミネートした。

【００３７】これを２００ｍの長さで１４インチ径のＳ
ＵＳコアに巻いて実施例１と同じ気相加圧式加熱炉に入
れ、炉圧を空気加圧にて０．６ＭＰまで昇圧このあと約
２０分間で８０℃まで昇温、８０℃で２時間保った後１
５０℃まで昇温（約３０分間）、この温度で５時間加熱
処理して接着剤の熱硬化反応を終了した。

【００３８】この後加圧状態を保ったまま冷却を開始し
約１時間後に７０℃まで温度を下げた。この時点から気
相式加圧式加熱炉の放圧を始め約３０分間で常圧とし
た。更に放冷して４０℃以下としてから内容物を取り出
した。

【００３９】かくして得られた両面板から、０ｍ地点・
１００ｍ地点・２００ｍ地点の３カ所から幅方向各３点
計９個（１０ｃｍ角サイズ）のサンプリングをし、銅箔
を全面エッチングして気泡の有無を調べたが、目視観察
・顕微鏡観察結果とも気泡は全く認められなかった。

【００４０】比較例１ 常圧のエアオーブンで加熱処理（接着剤の熱硬化処理）
する以外は実施例１と全く同じ条件で両面銅張り積層板
を作った。このものを実施例１と同様の方法で気泡観察
したところ、目視判定できる気泡が３７個、２０倍の顕
微鏡観察で判定できる気泡が１２５個発生していた。

【００４１】比較例２ 常圧のエアオーブンで加熱処理（接着剤の熱硬化処理）
する以外は実施例２と全く同じ条件で両面銅張り積層板
を作った。

【００４２】このものを実施例１と同様の方法で気泡観
察したところ、１回目のコーティングラミネート面から
は目視判定できる気泡が９５個、２０倍の顕微鏡観察で
判定できる気泡が５００個以上発生していた。また２回
目のコーティングラミネート面からは目視判定できる気
泡が２００個以上発生していた。

【００４３】

【発明の効果】本発明の方法によれば、耐熱性フィルム
の両面に接着剤を介して銅箔を積層一体化してなるフレ
キシブルプリント基板用両面銅張り積層板を長尺ロール
状で、接着剤の気泡発生無く工業的に効率かつ安定して
製造することが出来る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】耐熱性フィルムの両面に熱硬化性接着剤を
   介して銅箔を積層一体化してなるフレキシブルプリント
   基板用両面銅張り積層板の製造方法において、接着剤の
   加熱硬化処理を気相式加圧加熱炉中にて加圧状態で行う
   ことを特徴とする、フレキシブルプリント基板用両面銅
   張り積層板の製造方法。
2. 【請求項２】接着剤の加熱硬化処理時の気相式加圧加熱
   炉の圧力は、０．３ＭＰａ以上であることを特徴とする
   請求項１記載のフレキシブルプリント基板用両面銅張り
   積層板の製造方法。
3. 【請求項３】接着剤を加熱硬化処理する際、両面銅張り
   積層板はロール状に巻かれ、かつその巻かれる長さが１
   ０ｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のフレキ
   シブルプリント基板用両面銅張り積層板の製造方法。
4. 【請求項４】耐熱性フィルムの片面に銅箔が積層ラミネ
   ートされた積層板を熱硬化処理し、ついでフィルムの反
   対面に接着剤を塗布・乾燥して銅箔をラミネートし、そ
   の接着剤の加熱硬化処理を気相式加圧加熱炉中にて加圧
   状態で行うことを特徴とする請求項１記載のフレキシブ
   ルプリント基板用両面銅張り積層板の製造方法。
5. 【請求項５】耐熱性フィルムの両面とも未硬化の状態の
   接着剤で銅箔が張り合わされたものの接着剤の加熱硬化
   処理を、気相式加圧加熱炉中にて加圧状態で行うことを
   特徴とする請求項１記載のフレキシブルプリント基板用
   両面銅張り積層板の製造方法。