JP2003001753A - 耐熱性フレキシブル積層板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【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。

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５０μ
ｍ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。

【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/mi
n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/mi
n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/mi
n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。

【図面の簡単な説明】

【図１】２組の積層材料をラミネートするときのパスラ
イン

【図２】３組の積層材料をラミネートするときのパスラ
イン

【図３】１組の積層材料をラミネートするときのパスラ
イン

【符号の説明】

１：金属箔 ２：接着フィルム ３：保護フィルム ４：熱ロールラミネート装置 ５：保護フィルム巻取装置 ６：製品巻取装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｙ Ｆターム(参考） 4F100 AB01A AB17A AB33A AK49B BA02 BA08 EA021 EJ192 EJ422 EK09 GB43 JB16B JJ03B JK17 JL11B 5E346 AA05 AA12 AA15 AA22 AA32 AA51 BB15 CC02 CC08 CC10 CC32 DD02 DD12 EE07 EE08 EE09 EE12 EE13 EE14 GG28 HH31

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。