(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミドフィルムの片面に銅箔または銅合金箔が、反対側の面にアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が積層されているＬＥＤ用放熱基板であって、
１ｃｍ×１．５ｃｍのサイズで測定した、銅箔または銅合金箔の表面とアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の表面との間の熱抵抗が１．８℃／Ｗ以下であり、
前記ポリイミドフィルムの銅箔または銅合金箔との接合面、およびアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔との接合面が、熱圧着性のポリイミド層であり、ポリイミドフィルムに銅箔または銅合金箔、およびアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が直接積層されており、
前記アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が、陽極酸化処理（アルマイト処理）されておらず、
前記ポリイミドフィルムが、耐熱性のポリイミド層の両面に熱圧着性のポリイミド層が積層されているものであることを特徴とするＬＥＤ用放熱基板。
【請求項２】
前記ポリイミドフィルムの厚みが３〜２５μｍであることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ用放熱基板。
【請求項３】
前記銅箔または銅合金箔の厚みが９〜２００μｍであり、
前記アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の厚みが２００μｍ〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ用放熱基板。
【請求項４】
ポリイミドフィルムと、銅箔または銅合金箔と、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔とを加圧加熱成形装置により貼り合わせて、請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ用放熱基板を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ用放熱基板に関する。特に、薄く、折り曲げ可能で三次元加工可能なＬＥＤ用放熱基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、消費電力が小さく、寿命が長いことから、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として用いるＬＥＤ照明装置の需要が急速に拡大している。しかしながら、ＬＥＤは点灯時に発熱し、その発熱によってＬＥＤが高温になると、ＬＥＤの発光効率が著しく低下し、また、ＬＥＤの寿命にも影響することがある。特に高出力・高輝度のＬＥＤでは点灯時の発熱量がより大きくなるので、ＬＥＤの熱を放散させ、ＬＥＤの温度上昇を抑制することがより重要になってくる。【０００３】
そのため、ＬＥＤを実装する基板としては、放熱性に優れた放熱基板が用いられ、一般的には、絶縁層であるエポキシ樹脂フィルムの片面に銅箔を、反対側の面にアルミニウム箔を積層した放熱基板が用いられている。しかし、エポキシ樹脂フィルムを用いた場合、耐電圧の面から１ｍｍ程度、最低でも１００μｍ程度の厚みのものを用いる必要がある。また、このような厚いエポキシ樹脂フィルムは熱抵抗が大きいために、十分な放熱性を得るには、熱伝導率が高いアルミナ等の無機フィラーを多量に添加して熱抵抗を低減することが必要である。しかしながら、このような無機フィラーが多量に添加されたＬＥＤ用放熱基板は加工性に劣り、機械加工したときにフィラーが周囲に飛散して問題になることがある。また、このＬＥＤ用放熱基板は、折り曲げが不可能で、三次元加工することができない。三次元加工が可能になれば回路設計の自由度が向上するため、良好な屈曲特性を有するＬＥＤ用放熱基板が求められている。【０００４】
特許文献１には、ポリイミドを用いた熱可塑性の耐熱フィルムを所定の三次元的形状に成形した基板本体と、前記基板本体の所定位置に取り付けられた１又は複数個の表面実装型のＬＥＤと、前記基板本体の表面又は裏面のいずれか一方に設けられ、前記ＬＥＤを外部回路に接続して点灯させる導電回路とを備えたＬＥＤ照明装置であって、基板本体の導電回路とは反対の面に、金属からなる放熱層が形成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置が開示されている。【０００５】
一方、特許文献２には、熱伝導性の良好な銅張り板として、低熱膨張性の基体ポリイミド（Ｘ）層の両面に特定のイミド単位を有する薄層ポリイミド（Ｙ）が積層一体化されてなる多層ポリイミドフィルムの片面に銅箔が、他の面に熱伝達性の良好な金属板またはセラミック板が積層されてなる熱対策銅張り板が開示されており、熱伝達性の良好な金属板として、厚み５μｍ〜２ｍｍのアルミニウム板が挙げられている。【０００６】
また、特許文献３には、基板上に、銅またはアルミニウムの金属層と、前記金属層が隣接するポリイミド層または接着剤層と、銅箔層と、液体または膜のソルダーマスク層とを含む、ＬＥＤのマウントおよび相互接続に用いられる積層物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２９３６９２号公報
【特許文献２】特開２００３−７１９８２号公報
【特許文献３】国際公開第２００９／０７３６７０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、優れた放熱性および耐電圧性を有し、薄く、しかも良好な屈曲特性を有し、三次元加工可能なＬＥＤ用放熱基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は以下の事項に関する。【００１０】
１．  ポリイミドフィルムの片面に銅箔または銅合金箔が、反対側の面にアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が積層されているＬＥＤ用放熱基板であって、
銅箔または銅合金箔の表面とアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の表面との間の熱抵抗が１．８℃／Ｗ以下であることを特徴とするＬＥＤ用放熱基板。【００１１】
２．  前記アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が、陽極酸化処理（アルマイト処理）されていないことを特徴とする上記１記載のＬＥＤ用放熱基板。【００１２】
３．  前記ポリイミドフィルムの厚みが３〜２５μｍであることを特徴とする上記１または２記載のＬＥＤ用放熱基板。【００１３】
４．  前記ポリイミドフィルムの銅箔または銅合金箔との接合面、およびアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔との接合面が、熱圧着性のポリイミド層であることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ用放熱基板。【００１４】
５．  前記ポリイミドフィルムが、耐熱性のポリイミド層の両面に熱圧着性のポリイミド層が積層されているものであることを特徴とする上記４記載のＬＥＤ用放熱基板。【００１５】
６．  前記銅箔または銅合金箔の厚みが９〜２００μｍであり、
前記アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の厚みが２００μｍ〜１ｍｍであることを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載のＬＥＤ用放熱基板。【００１６】
７．  ポリイミドフィルムと、銅箔または銅合金箔と、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔とが加圧加熱成形装置により貼り合わされていることを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載のＬＥＤ用放熱基板。【００１７】
ここで、銅箔または銅合金箔の表面とアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の表面との間の熱抵抗（銅箔とアルミニウム箔の間の熱抵抗とも言う。）は、通常、ポリイミドフィルムの熱抵抗と同じ値になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のＬＥＤ用放熱基板は、厚みの薄いポリイミドフィルムの片面に銅箔または銅合金箔が、反対側の面にアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が積層されているものであり、銅箔または銅合金箔の表面とアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の表面との間の熱抵抗が１．８℃／Ｗ以下である。このようなＬＥＤ用放熱基板は従来にはなかったものであり、薄く、良好な屈曲特性を有し、優れた放熱性および耐電圧性を有している。【００１９】
ポリイミドフィルムは絶縁性に優れているので、厚みを薄くしても十分な耐電圧が得られる。そして、ポリイミドフィルムを非常に薄くできることから、本発明のＬＥＤ用放熱基板は、総厚みが小さく、熱抵抗が低く、良好な放熱性を有しており、機械加工性に優れ、良好な屈曲特性を有し、三次元加工することができる。本発明のＬＥＤ用放熱基板は、量産性に優れるロール・ツー・ロール方式により製造することができる。【００２０】
アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は、一般的に、密着性を向上させる目的で、陽極酸化処理（アルマイト処理）されている。しかし、陽極酸化処理されているアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は表面に例えば４μｍ程度の厚い、比較的硬い酸化皮膜を有するため、これを用いた場合、ＬＥＤ用放熱基板の屈曲特性が低下することがある。本発明においては、陽極酸化処理されていないアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を用いることが好ましい。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明のＬＥＤ用放熱基板は、ポリイミドフィルムの片面に銅箔または銅合金箔が、反対側の面にアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が積層されているものであり、銅箔または銅合金箔の表面とアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の表面との間の熱抵抗が１．８℃／Ｗ以下である。銅箔または銅合金箔の表面とアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の表面との間の熱抵抗は１．２℃／Ｗ以下であることが好ましく、０．８℃／Ｗ以下であることがより好ましく、０．６℃／Ｗ以下であることが特に好ましい。
【００２２】
銅箔または銅合金箔の表面とアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の表面との間の熱抵抗の下限値は特に限定されないが、例えば０．１℃／Ｗ以上、さらには０．１５℃／Ｗ以上、特に０．２℃／Ｗ以上であることが好ましい。
【００２３】
本発明においては、接着剤などを使用せず、ポリイミドフィルムに銅箔または銅合金箔、およびアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が直接積層されていることが好ましい。したがって、ポリイミドフィルムの銅箔または銅合金箔との接合面、およびアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔との接合面は、これら金属との密着性に優れるポリイミド層、好ましくはこれら金属との密着性に優れる熱圧着性のポリイミド層であることが好ましい。ポリイミドフィルムは、これら金属との密着性に優れる単層のポリイミドフィルム、特には、これら金属との密着性に優れる単層の熱圧着性のポリイミドフィルムであってもよく、耐熱性のポリイミド層の両面にこれら金属との密着性に優れるポリイミド層が積層されているもの、特には、耐熱性のポリイミド層の両面にこれら金属との密着性に優れる熱圧着性のポリイミド層が積層されているものであってもよい。機械的特性に優れる点から、耐熱性のポリイミド層の両面にこれら金属との密着性に優れるポリイミド層、好ましくは熱圧着性のポリイミド層が積層されているものが好ましい。
【００２４】
本発明において、ポリイミドフィルムは、ＬＥＤ用放熱基板の製造後にポリイミドフィルムとなっていればよく、本発明のＬＥＤ用放熱基板は、ポリイミドフィルムに銅箔または銅合金箔と、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔とを積層して製造したものに限定されない。例えば、ポリアミック酸などのポリイミド前駆体の溶液を銅箔または銅合金箔上に流延塗布し、熱処理・イミド化してポリイミドフィルムとし、このポリイミドフィルムにアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を熱圧着などにより積層して本発明のＬＥＤ用放熱基板を製造してもよい。
【００２５】
ポリイミドフィルム及びＬＥＤ用放熱基板の製造方法については後述する。
【００２６】
本発明において用いる銅箔または銅合金箔は特に限定されないが、銅箔、特に圧延銅箔または電解銅箔を好適に用いることができる。
【００２７】
銅箔または銅合金箔の厚みは９〜２００μｍであることが好ましく、１８〜２００μｍであることがより好ましい。また、厚みが３５〜８０μｍの銅箔または銅合金箔が好ましい場合もある。一般に、銅箔または銅合金箔の厚みが厚い方が高電流用途に適する。
【００２８】
銅箔または銅合金箔としては、表面粗度を示すＲｚが３μｍ以下、より好ましくは２μｍ以下、特に好ましくは０．５〜１．５μｍであるものが好ましい。Ｒｚが小さい場合には、銅箔または銅合金箔の表面を表面処理して使用してもよい。
【００２９】
このような銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔、またはこれらの銅合金箔を挙げることができ、特に圧延銅箔が好ましい。
【００３０】
本発明において用いるアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は特に限定されず、アルミニウム合金箔は、アルミニウムを主成分とする他の金属との合金であればよい。アルミニウム合金箔としては、例えば、マグネシウムを主要添加物質としたアルミ合金（Ａｌ−Ｍｇ系合金）、例えば、ＪＩＳ５０５２合金などのＪＩＳ５０００系などを挙げることができる。
【００３１】
本発明においては、少なくともアルミニウムとマグネシウムとを含むアルミニウム合金箔が良好な屈曲特性を有するために好ましい。
【００３２】
Ａｌ−Ｍｇ系合金は、どのような組成のものでも用いることができるが、マグネシウム含有量が１．５〜５質量％のもの、より好ましくは２〜３質量％のものが強度に優れるために好ましい。
【００３３】
上記のように、良好な屈曲特性を有し、加工性に優れるＬＥＤ用放熱基板が得られるので、陽極酸化処理されていないか、または陽極酸化処理層の薄い（例えば４μｍ未満、さらには３μｍ以下、特に２μｍ以下）アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔、好ましくは陽極酸化処理されていないアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を用いることが好ましい。また、陽極酸化処理されていないか、または陽極酸化処理層の薄いアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を用いると、優れた耐屈曲性が得られ、さらに熱圧着によりポリイミドフィルムに張り合わせる場合、外観不良が起こりにくい。
【００３４】
また、界面活性剤を含むアルカリ性電解液を用いた交流電解処理（ＫＯ処理）を施したアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔、例えば、古河スカイ株式会社製、ＫＯ処理板も用いることができるが、ＫＯ処理が施されていないアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を用いることが好ましい。
【００３５】
アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は、ポリイミドフィルムと積層する側の表面は、陽極酸化処理（アルマイト処理、または硫酸アルマイト処理ともいう）やＫＯ処理されていてもよいが、耐熱性と折り曲げ性の面から陽極酸化処理やＫＯ処理されていないアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を用いることが好ましい。
【００３６】
アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔のポリイミドフィルムと張り合わせる表面は、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の製造により付着した油分を除去するために、有機溶剤で処理されていることが好ましい。
【００３７】
アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の厚みは２００μｍ〜１ｍｍであることが好ましく、２５０〜５００μｍであることがより好ましく、３００〜４００μｍであることが特に好ましい。一般に、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の厚みが薄い方が折り曲げ用途に適する。
【００３８】
本発明では、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔にヒートシンクを接合して放熱するようにすることができ、はんだ付け可能なアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔、例えば、東洋鋼鈑株式会社製、サップレート（ＳＡＰｌａｔｅ）を用いることで直接はんだ付けすることが可能になる。
【００３９】
本発明では、ポリイミドフィルムが金属箔（銅箔、アルミニウム箔）と接する側に熱圧着性層を有する場合、その熱圧着性層の厚みが、金属箔のポリイミドフィルムとの接着面の表面粗さ（Ｒｚｊｉｓ）以上であることが好ましい。熱圧着性層の厚みが金属箔の表面粗さ（Ｒｚｊｉｓ）未満の場合、得られるＬＥＤ用放熱基板のポリイミドフィルムと金属箔とのピール強度は、場所によるバラツキが大きいものとなることがある。
【００４０】
次に、ポリイミドフィルムについて説明する。
【００４１】
ポリイミドフィルムとしては、特に限定されないが、銅箔やアルミニウム箔との密着性に優れ、好ましくは熱圧着性であり、積層した銅箔などの金属箔をエッチングすることができて、耐熱性、電気絶縁性や屈曲性に優れるものであればよい。また、必要に応じて金属箔を充分に支持できるものであればよく、必要に応じて金属配線を形成する時に使用するフォトレジスト層を除去するための現像液や剥離液に大きな影響を受けないものであればよい。
【００４２】
ポリイミドフィルムとしては、単層、または２層以上を積層した複層のフィルム、シート、板の形状のものを用いることができる。
【００４３】
ポリイミドフィルムとしては、宇部興産株式会社製「ユーピレックス（ＶＴ）」（商品名）などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４４】
ポリイミドフィルムの厚みは、特に限定されるものではないが、十分な電気的な絶縁性能が得られれば薄いほど好ましく、３〜５０μｍ、より好ましくは４〜３５μｍ、より好ましくは５〜２５μｍ、より好ましくは７〜１５μｍ、特に好ましくは９〜１５μｍであることが好ましい。
【００４５】
ポリイミドフィルムの厚みは、耐ハンダ性の面から４〜１５μｍ、さらに７〜１２．５μｍであることが好ましく、さらに耐ハンダ性と熱抵抗の面から９〜１５μｍであることが好ましい。
【００４６】
本発明においては、基板の少なくとも片面がコロナ放電処理、プラズマ処理、化学的粗面化処理、物理的粗面化処理、シランカップリング剤などの表面処理剤による表面処理などの表面処理されたポリイミドフィルムを用いることができる。単層の熱圧着性のポリイミドフィルムの場合や、フィルムの熱圧着性のポリイミド層を直接金属と張り合わせる場合は、通常、表面処理剤による表面処理を行う必要はない。
【００４７】
ポリイミドフィルムの表面処理に用いるシランカップリング剤としては、最も一般的なアミノ官能性シランカップリング剤、エポキシ官能性シランカップリング剤を始め、メルカプト官能性シランカップリング剤、オレフィン官能性シランカップリング剤、アクリル官能性シランカップリング剤など、種々のものを用いることができる。
【００４８】
シランカップリング剤としては、具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、ビニルフェニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、４−グリシジルブチルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−３−（４−（３−アミノプロポキシ）ブトキシ）プロピル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、イミダゾールシラン、トリアジンシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。ポリイミドフィルムの表面処理剤としては、アミノシラン系、エポキシシラン系などのシランカップリング剤が好ましい。
【００４９】
また、シランカップリング剤に代えて、チタネート系カップリング剤、またはジルコネート系カップリング剤によって処理した場合についても、同様の効果が得られる。
【００５０】
なお、シランカップリング剤による表面処理は公知の方法に従って行うことができる。
【００５１】
シランカップリング剤等の表面処理剤で処理（表面処理）されているとは、ポリイミドフィルムの表面において、表面処理剤がそのままの状態で含まれている場合でもよく、あるいは、ポリイミドまたはポリイミド前駆体、またはこれらの有機溶液中で例えば３２０〜５５０℃の加熱により化学変化などを起こした状態で含まれている場合でもよい。
【００５２】
ポリイミドフィルムは、基板の剛性が小さいなど、取扱いが困難である場合には、基板の裏面に後工程で剥離可能な剛性のあるフィルムや基板を張り付けて用いることができる。
【００５３】
本発明では、ポリイミドフィルムとして、耐熱性を有する層（Ｓａ１）と、この耐熱性を有する層の両面に、接着剤層を含む熱圧着性及び／又は接着性を有する層（Ｓａ２）を有する２層以上の多層の熱圧着性及び／又は接着性を有するものを用いることができる。その層構成の一例としては、Ｓａ２／Ｓａ１／Ｓａ２、Ｓａ２／Ｓａ１／Ｓａ２／Ｓａ１／Ｓａ２等を挙げることができる。また、熱圧着性を有する層（Ｓａ２）単層のポリイミドフィルムを用いることもできる。
【００５４】
ポリイミドフィルムの熱圧着性及び／又は接着性を有する層（Ｓａ２）は、金属箔との貼り合わせに使用される。この熱圧着性及び／又は接着性を有する層（Ｓａ２）は、熱圧着性を有する層及び接着性を有する層から選ばれる層である。
【００５５】
２層以上の熱圧着性及び／又は接着性を有する多層のポリイミドフィルムにおいて、耐熱性を有する層（Ｓａ１）と熱圧着性及び／又は接着性を有する層（Ｓａ２）の厚みは適宜選択することができる。しかし、本発明においては、上記のように、最外層の熱圧着性及び／又は接着性を有する層（Ｓａ２）の厚みは、金属箔のポリイミドフィルムとの接着面の表面粗さ（Ｒｚｊｉｓ）以上であることが好ましく、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上、さらに好ましくは２μｍ以上の範囲にすることが好ましい。また、熱圧着性及び／又は接着性を有する層（Ｓａ２）の厚みは、３μｍ以下であることが好ましい。
【００５６】
本発明のＬＥＤ用放熱基板は、銅箔または銅合金箔と、ポリイミドフィルム（ポリイミド層）と、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が積層されているものであり、その製造方法によって限定されるものではない。
【００５７】
ＬＥＤ用放熱基板としては、ポリイミドフィルムの片面に銅箔または銅合金箔を、反対側の面にアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を直接、または接着剤（熱圧着性材料）を介して、加熱および／または加圧により積層したものなどを用いることができる。また、銅箔または銅合金箔、およびアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔に、熱圧着性ポリイミド層となるポリイミド溶液あるいはポリイミド前駆体溶液（ポリアミック酸溶液など）を塗布し、必要に応じて加熱乾燥・イミド化して、これらとポリイミドフィルムとを加熱や加圧などにより積層して得られるものを用いることもできる。銅箔または銅合金箔に、熱圧着性ポリイミド層となるポリイミド溶液あるいはポリイミド前駆体溶液（ポリアミック酸溶液など）を塗布し、必要に応じて加熱乾燥・イミド化し、次いで、これにアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を加熱や加圧などにより積層して得られるものを用いることもできる。
【００５８】
ポリイミドフィルムと金属箔（銅箔、アルミニウム箔）とは直接積層されていることが好ましいが、ポリイミドフィルムの表面と金属箔とが、加圧、加熱または加圧加熱を行っても、圧着性が低い場合には、ポリイミドフィルムと金属箔とを接着剤を介して積層することが好ましい。
【００５９】
ポリイミドフィルムや金属箔に接着性または熱圧着性の有機材料または樹脂、あるいはポリイミドフィルム用の樹脂を塗布する場合、その塗布は、ロールコーター、スリットコーター、コンマコーターなど、一般的に用いられる方法で行うことができる。
【００６０】
接着剤層又は熱圧着性樹脂層を有する金属箔とポリイミドフィルムとを積層する場合、または金属箔と接着剤層又は熱圧着性樹脂層を有するポリイミドフィルムとを積層する場合、加熱装置、加圧装置または加圧加熱装置を用いて、これらを積層することができる。加熱条件および加圧条件は、用いる材料に応じて適宜選択することが好ましい。また、金属箔とポリイミドフィルムとの積層は、連続またはバッチで行うことができれば特に限定されないが、ロールラミネートあるいはダブルベルトプレス等を用いて連続して行うことが好ましい。
【００６１】
ポリイミドフィルムとしては、耐熱性、電気絶縁性などに優れるポリイミドフィルムを好適に用いることができる。
【００６２】
ポリイミドフィルムとしては、単層のポリイミドフィルムを用いてもよく、２層以上のポリイミドが積層されているポリイミドフィルムを用いてもよい。また、ポリイミドの種類も特に限定されるものではない。
【００６３】
ポリイミドフィルムは、公知の方法で製造することができる。例えば単層のポリイミドフィルムは、
（１）ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液を支持体上に流延または塗布し、イミド化する方法、
（２）ポリイミド溶液を支持体上に流延または塗布し、必要に応じて加熱する方法
などにより得ることができる。
【００６４】
２層以上のポリイミドフィルムは、
（３）ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液を支持体上に流延または塗布し、さらに、そのポリアミック酸層の上面に、２層目以上のポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液を逐次的に流延または塗布し、イミド化する方法、
（４）２層以上のポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液を同時に支持体上に流延または塗布し、イミド化する方法、
（５）ポリイミド溶液を支持体上に流延または塗布し、さらに、そのポリイミド層の上面に、２層目以上のポリイミド溶液を逐次的に流延または塗布し、必要に応じて加熱する方法、
（６）２層以上のポリイミド溶液を同時に支持体上に流延または塗布し、必要に応じて加熱する方法、
（７）上記（１）から（６）で得られた２枚以上のポリイミドフィルムを直接、または接着剤を介して積層する方法
などにより得ることができる。
【００６５】
なお、ＬＥＤ用放熱基板の銅箔または銅合金箔や、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を支持体として、その上に直接ポリイミドフィルムを形成することもできる。
【００６６】
ポリイミドフィルムとして、好ましくは耐熱性ポリイミド層（Ｓ１）の両面に熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）を有する３層以上の熱圧着性を有するポリイミドフィルムを用いることができる。この多層ポリイミドフィルムの層構成の一例としては、Ｓ２／Ｓ１／Ｓ２、Ｓ２／Ｓ１／Ｓ２／Ｓ１／Ｓ２等を挙げることができる。また、熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）単層のポリイミドフィルムを用いることもできる。
【００６７】
熱圧着性を有するポリイミドフィルムにおいて、耐熱性ポリイミド層（Ｓ１）と熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）の厚みは適宜選択することができる。しかし、本発明においては、上記のように、最外層の熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）の厚みは、金属箔のポリイミドフィルムとの接着面の表面粗さ（Ｒｚｊｉｓ）以上であることが好ましく、耐熱性ポリイミド層（Ｓ１）の両面に熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）を有するポリイミドフィルムの場合、最外層の熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）の厚みは、銅箔やアルミニウム箔と熱圧着により十分な密着性を得ることができればよく、好ましくは０．５〜１０μｍ、より好ましくは１〜７μｍ、さらに好ましくは２〜５μｍの範囲であることが好ましい。また、熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）の厚みは、３μｍ以下であることが好ましい。
【００６８】
耐熱性ポリイミド層（Ｓ１）の両面に厚みが略等しい熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）を設けることにより、カールを抑制することができる。
【００６９】
熱圧着性を有するポリイミドフィルムにおいて、耐熱性ポリイミド層（Ｓ１）の耐熱性ポリイミドとしては、下記の特徴（１）〜（４）を少なくとも１つ有するもの、特には下記の特徴（１）〜（４）を少なくとも２つ有するもの［（１）と（２）、（１）と（３）、（２）と（３）の組み合わせ等］を用いることができ、特に下記の特徴を全て有するものを好適に用いることができる。
【００７０】
（１）単独のポリイミドフィルムの場合に、ガラス転移温度が３００℃以上、好ましくはガラス転移温度が３３０℃以上、さらに好ましくは確認不可能であるもの。
【００７１】
（２）単独のポリイミドフィルムの場合に、線膨張係数（５０〜２００℃）（ＭＤ）が、ポリイミドフィルムに積層する銅箔などの金属箔の熱膨張係数に近いもの。具体的には、ポリイミドフィルムの熱膨張係数は５×１０−６〜２８×１０−６ｃｍ／ｃｍ／℃であることが好ましく、９×１０−６〜２０×１０−６ｃｍ／ｃｍ／℃であることがより好ましく、さらに１２×１０−６〜１８×１０−６ｃｍ／ｃｍ／℃であることが好ましい。
【００７２】
（３）単独のポリイミドフィルムの場合に、引張弾性率（ＭＤ、ＡＳＴＭ−Ｄ８８２）が３００ｋｇ／ｍｍ２以上、好ましくは５００ｋｇ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは７００ｋｇ／ｍｍ２以上であるもの。
【００７３】
（４）好ましくは熱収縮率が０．０５％以下であるもの。
【００７４】
耐熱性ポリイミド層（Ｓ１）としては、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）および３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）から選ばれる成分を主とする酸成分と、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）および４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＡＤＥ）から選ばれる成分を主とするジアミン成分とから合成されるポリイミドを用いることができる。４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＡＤＥ）は、一部または全部を３，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＡＤＥ）と置き換えることができる。
【００７５】
耐熱性ポリイミド層（Ｓ１）として、例えば、次のポリイミドが好ましい。
【００７６】
（１）３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）と、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）および場合によりさらに４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＡＤＥ）とから製造されるポリイミド。この場合、ＰＰＤ／ＤＡＤＥ（モル比）は１００／０〜８５／１５であることが好ましい。
【００７７】
（２）３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）およびピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）と、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）および４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＡＤＥ）とから製造されるポリイミド。この場合、ＢＰＤＡ／ＰＭＤＡ（モル比）は１５／８５〜８５／１５であり、ＰＰＤ／ＤＡＤＥ（モル比）は９０／１０〜１０／９０であることが好ましい。
【００７８】
（３）ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）と、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）および４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＡＤＥ）とから製造されるポリイミド。この場合、ＤＡＤＥ／ＰＰＤ（モル比）は９０／１０〜１０／９０であることが好ましい。
【００７９】
（４）３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）およびピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）と、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）および４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＡＤＥ）とから製造されるポリイミド。この場合、ＢＴＤＡ／ＰＭＤＡ（モル比）が２０／８０〜９０／１０であり、ＰＰＤ／ＤＡＤＥ（モル比）が３０／７０〜９０／１０であることが好ましい。
【００８０】
また、耐熱性ポリイミドの物性を損なわない範囲で、他のテトラカルボン酸二無水物やジアミンを使用してもよい。
【００８１】
耐熱性ポリイミド層（Ｓ１層）の耐熱性ポリイミドの合成は、最終的に各成分の割合が前記範囲内であればランダム重合またはブロック重合のいずれの方法によっても達成される。また、あらかじめ２種類のポリアミック酸を合成しておき、このポリアミック酸溶液を混合後、反応条件下で混合して均一溶液とする方法によっても達成される。
【００８２】
耐熱性ポリイミドは、次のようにして製造することができる。まず、前記の各成分を使用し、ジアミン成分と酸成分（テトラカルボン酸二無水物）の略等モル量を有機溶媒中で反応させて、ポリアミック酸の溶液とする。ポリアミック酸の溶液は、均一な溶液状態が保たれていれば一部がイミド化されていてもよい。そして、このポリアミック酸の溶液をドープ液として使用し、そのドープ液の薄膜を形成した後、その薄膜を加熱し、薄膜から溶媒を蒸発させて除去すると共にポリアミック酸をイミド環化することにより耐熱性ポリイミドを製造することができる。
【００８３】
本発明においては、耐熱性ポリイミドのドープ液の薄膜に熱圧着性ポリイミドのドープ液の薄膜を積層後に、両方を同時にイミド化することができる。本発明においては、耐熱性ポリイミドのドープ液と熱圧着性ポリイミドのドープ液とを共押出して、耐熱性ポリイミドのドープ液の薄膜と熱圧着性ポリイミドのドープ液の薄膜とを積層後に、両方を同時にイミド化することもできる。本方法については後述する。
【００８４】
一方、熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）の熱圧着性ポリイミドは、（１）金属箔との熱圧着性を有するポリイミドである。この熱圧着性ポリイミドとしては、好ましくは熱圧着性ポリイミドのガラス転移温度以上から４００℃以下の温度で金属箔と積層することができる熱圧着性を有するポリイミドであることが好ましい。
【００８５】
熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）の熱圧着性ポリイミドは、さらに、以下の特徴（２）〜（５）を少なくとも１つ有することが好ましい。
【００８６】
（２）金属箔とポリイミド（Ｓ２）とのピール強度が０．７Ｎ／ｍｍ以上であり、１５０℃で１６８時間加熱処理後でもピール強度の保持率が９０％以上、さらには９５％以上、特に１００％以上であること。
【００８７】
（３）ガラス転移温度が１３０〜３３０℃であること。
【００８８】
（４）引張弾性率が１００〜７００Ｋｇ／ｍｍ２であること。
【００８９】
（５）線膨張係数（５０〜２００℃）（ＭＤ）が１３〜３０×１０−６ｃｍ／ｃｍ／℃であること。
【００９０】
熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）の熱圧着性ポリイミドとしては、種々の公知の熱可塑性ポリイミドから選択することができる。例えば、
２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ａ−ＢＰＤＡ）、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸二無水物（ＯＤＰＡ）、ｐ−フェニレンビス（トリメリット酸モノエステル無水物）、３，３’，４，４’−エチレングリコールジベンゾエートテトラカルボン酸二無水物などから選ばれる成分を含む酸成分、好ましくはそれらを主成分として含む酸成分と、
１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルフォン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルフォンなどから選ばれる、少なくとも主鎖にベンゼン環を３個有するジアミン成分を含み、好ましくはそれらを主成分として含み、必要に応じて主鎖にベンゼン環を１個または２個有するジアミン成分をさらに含むジアミン成分と
から合成されるポリイミドを用いることができる。
【００９１】
熱圧着性ポリイミドとしては、好適には、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ａ−ＢＰＤＡ）、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）および３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）から選ばれる酸成分と、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼンおよび２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパンから選ばれるジアミン成分とから合成されるポリイミドを用いることができる。この熱圧着性ポリイミドは、必要に応じて、主鎖にベンゼン環を１個または２個有するジアミン成分や、上記以外のジアミン成分および酸成分を含むことができる。
【００９２】
熱圧着性ポリイミドとしては、特に、１，３−ビス（４−アミノフェノキシベンゼン）（以下、ＴＰＥＲと略記することもある）を８０モル％以上含むジアミン成分と、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）および／または２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ａ−ＢＰＤＡ）とから製造されるポリイミドが好ましい。この場合、ｓ−ＢＰＤＡ／ａ−ＢＰＤＡ（モル比）は１００／０〜５／９５であることが好ましい。また、熱圧着性ポリイミドの物性を損なわない範囲で、他のテトラカルボン酸二無水物、例えば２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物あるいは２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などで置き換えてもよい。
【００９３】
熱圧着性ポリイミドは、次のようにして製造することができる。まず、前記の各成分と、さらに場合により他のテトラカルボン酸二無水物および他のジアミンとを、有機溶媒中、約１００℃以下、特に２０〜６０℃の温度で反応させて、ポリアミック酸の溶液とする。そして、このポリアミック酸の溶液をドープ液として使用し、そのドープ液の薄膜を形成した後、その薄膜を加熱し、薄膜から溶媒を蒸発させて除去すると共にポリアミック酸をイミド環化することにより熱圧着性ポリイミドを製造することができる。
【００９４】
また、前述のようにして製造したポリアミック酸の溶液を１５０〜２５０℃に加熱するか、またはイミド化剤を添加して１５０℃以下、特に１５〜５０℃の温度で反応させて、イミド環化した後、溶媒を蒸発させるか、もしくは貧溶媒中に析出させて粉末とし、その後、この粉末を有機溶媒に溶解することにより熱圧着性ポリイミドの有機溶媒溶液を得ることができる。
【００９５】
熱圧着性ポリイミドを得るためには、前記の有機溶媒中、ジアミン（アミノ基のモル数として）の使用量が、酸無水物の全モル数（テトラカルボン酸二無水物とジカルボン酸無水物の酸無水物基の総モル数として）に対する比として、０．９５〜１．０、特に０．９８〜１．０、さらには０．９９〜１．０であることが好ましい。ジカルボン酸無水物を使用して反応させる場合、その使用量は、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基のモル量に対する比として、０．０５以下であるような割合とすることができる。
【００９６】
熱圧着性ポリイミドの製造において、得られるポリアミック酸の分子量が小さい場合、金属箔との積層体、すなわち本発明のＬＥＤ用放熱基板の接着強度の低下をもたらす場合がある。
【００９７】
また、ポリアミック酸のゲル化を制限する目的で、リン系安定剤、例えば亜リン酸トリフェニル、リン酸トリフェニル等をポリアミック酸重合時に固形分（ポリマー）濃度に対して０．０１〜１重量％の範囲で添加することができる。
【００９８】
また、イミド化促進の目的で、ドープ液中に塩基性有機化合物を添加することができる。例えば、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、イソキノリン、置換ピリジンなどをポリアミック酸に対して０．０５〜１０重量％、特に０．１〜２重量％の割合で添加することができる。これらは、比較的低温でポリイミドフィルムを形成するため、イミド化が不十分となることを避けるために使用することができる。
【００９９】
また、接着強度の安定化の目的で、熱圧着性ポリイミド用ポリアミック酸溶液に有機アルミニウム化合物、無機アルミニウム化合物または有機錫化合物を添加してもよい。例えば、水酸化アルミニウム、アルミニウムトリアセチルアセトナートなどをポリアミック酸に対してアルミニウム金属として１ｐｐｍ以上、特に１〜１０００ｐｐｍの割合で添加することができる。
【０１００】
酸成分およびジアミン成分からポリアミック酸を製造するときに使用される有機溶媒は、耐熱性ポリイミドおよび熱圧着性ポリイミドのいずれの場合に対しても、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、Ｎ−メチルカプロラクタム、クレゾール類などが挙げられる。これらの有機溶媒は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１０１】
耐熱性ポリイミドおよび熱圧着性ポリイミドは、アミン末端を封止するためにジカルボン酸無水物、例えば、無水フタル酸およびその置換体、ヘキサヒドロ無水フタル酸およびその置換体、無水コハク酸およびその置換体など、特に、無水フタル酸を使用することができる。
【０１０２】
耐熱性ポリイミド層（Ｓ１）の片面又は両面に熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）を有する熱圧着性を有するポリイミドフィルムは、好適には、
（ｉ）共押出し−流延製膜法（単に、共押出法ともいう。）によって、耐熱性ポリイミド（Ｓ１）のドープ液と熱圧着性ポリイミド（Ｓ２）のドープ液とを薄膜状に積層させて支持体上に流延し、乾燥、イミド化して多層ポリイミドフィルムを得る方法、あるいは
（ｉｉ）耐熱性ポリイミド（Ｓ１）のドープ液を支持体上に流延塗布し、乾燥した自己支持性フィルム（ゲルフィルム）の片面又は両面に熱圧着性ポリイミド（Ｓ２）のドープ液を塗布し、これを乾燥、イミド化して多層ポリイミドフィルムを得る方法
によって得ることができる。
【０１０３】
共押出法は、特開平３−１８０３４３号公報（特公平７−１０２６６１号公報）に記載されている方法を用いることができる。
【０１０４】
熱圧着性を両面に有する３層のポリイミドフィルムの製造の一例を示す。
【０１０５】
耐熱性ポリイミド（Ｓ１）のポリアミック酸溶液と熱圧着性ポリイミド（Ｓ２）のポリアミック酸溶液とを、三層共押出法によって、耐熱性ポリイミド層（Ｓ１層）の厚みが４〜４５μｍで、その両側の熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２層）の厚みの合計が１〜２０μｍとなるように、三層押出し成形用ダイスに供給し、ステンレス鏡面、ベルト面等の支持体上にキャストして、支持体面上に流延塗布する。そして、この流延フィルムを１００〜２００℃で乾燥して、半硬化状態またはそれ以前の乾燥状態である自己支持性フィルムのポリイミドフィルム（Ａ）を得る。
【０１０６】
ここで、２００℃を超えた高い温度で流延フィルムを処理すると、熱圧着性を有するポリイミドフィルムの製造において、接着性の低下などが起こる傾向がある。この半硬化状態またはそれ以前の状態とは、加熱および／または化学イミド化によってフィルムが自己支持性の状態にあることを意味する。
【０１０７】
自己支持性フィルムのポリイミドフィルム（Ａ）は、溶媒および生成水分が、好ましくは約２５〜６０質量％、特に好ましくは３０〜５０質量％残存している。この自己支持性フィルムを乾燥・イミド化温度に昇温する際には、比較的短時間内に昇温することが好ましく、例えば、１０℃／分以上の昇温速度で昇温することが好適である。
【０１０８】
乾燥・イミド化する際に自己支持性フィルムに対して加えられる張力を増大することによって、最終的に得られるポリイミドフィルム（Ａ）の線膨張係数を小さくすることができる。
【０１０９】
例えば、前述の自己支持性フィルムを得るための乾燥工程に続いて、連続的または断続的に、自己支持性フィルムの少なくとも一対の両端縁を自己支持性フィルムと共に移動可能な固定装置などで固定した状態で、前記の乾燥温度より高い温度、好ましくは２００〜５５０℃の範囲内、特に好ましくは３００〜５００℃の範囲内の高い温度で、好ましくは１〜１００分間、特に１〜１０分間、自己支持性フィルムを乾燥および熱処理する。最終的に得られるポリイミドフィルム中の有機溶媒および生成水等からなる揮発物の含有量が好ましくは１重量％以下になるように、自己支持性フィルムから溶媒などを充分に除去すると共に、前記フィルムを構成しているポリマーのイミド化を充分に行って、両面に熱圧着性を有するポリイミドフィルムを形成することができる。
【０１１０】
前記の自己支持性フィルムの固定装置としては、例えば、多数のピンまたは把持具などを等間隔で備えたベルト状またはチェーン状のものを、連続的または断続的に供給される自己支持性フィルムの長手方向の両側縁に沿って一対設置し、そのフィルムの移動と共に連続的または断続的に移動させながら前記フィルムを固定できる装置が好適である。また、前記の自己支持性フィルムの固定装置は、熱処理中のフィルムを幅方向または長手方向に適当な伸び率または収縮率（特に好ましくは０．５〜５％程度の伸縮倍率）で伸縮することができる装置であってもよい。
【０１１１】
なお、前記の工程において製造された両面に熱圧着性を有するポリイミドフィルムを、再び、好ましくは４Ｎ以下、特に好ましくは３Ｎ以下の低張力下あるいは無張力下で、１００〜４００℃の温度で、好ましくは０．１〜３０分間熱処理することにより、特に寸法安定性に優れた両面に熱圧着性を有するポリイミドフィルムとすることができる。
【０１１２】
また、製造された長尺の、両面に熱圧着性を有するポリイミドフィルムは、適当な公知の方法でロール状に巻き取ることができる。
【０１１３】
ここで、ポリイミドフィルムの、流延したドープが支持体と接する側のフィルム表面をＢ面とし、流延したドープが支持体と接しない側（空気側）のフィルム表面をＡ面とする。
【０１１４】
次に、ポリイミドフィルムとして、特に上記のような耐熱性ポリイミド層（Ｓ１）の両面に熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）を有するポリイミドフィルムを用いたＬＥＤ用放熱基板の製造方法について説明する。
【０１１５】
ＬＥＤ用放熱基板は、例えば、上記の耐熱性ポリイミド（Ｓ１）の両面に、直接または接着剤を介して、金属箔、すなわち銅箔または銅合金箔と、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を積層して製造することができる。
【０１１６】
ＬＥＤ用放熱基板は、好ましくは、上記の両面に熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）を有するポリイミドフィルムを用いて、熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）と金属箔、すなわち銅箔または銅合金箔と、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を直接積層して製造することができる。
【０１１７】
ＬＥＤ用放熱基板は、さらに好ましくは、上記の両面に熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）を有するポリイミドフィルムを用いて、熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）のフィルム表面（Ａ面側）に銅箔または銅合金箔を、熱圧着性ポリイミド層（Ｓ２）のフィルム表面（Ｂ面側）にアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を直接積層して製造することが、剥離強度の面から好ましい。
【０１１８】
熱圧着性を有するポリイミドフィルムの両面に金属箔を積層したＬＥＤ用放熱基板の製造方法の一例として、次の方法を挙げることができる。即ち、
１）長尺状の金属箔（銅箔または銅合金箔）と、長尺状の熱圧着性を有するポリイミドフィルムと、長尺状の金属箔（アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔）とをこの順に３枚重ねて、加熱圧着装置（加熱加圧装置）に送る。このとき、熱風供給装置や赤外線加熱機などの予熱器を用いて、好ましくは導入する直前のインラインで１５０〜２５０℃程度、特に１５０℃より高く２５０℃以下の温度で２〜１２０秒間程度予熱することが好ましい。
【０１１９】
２）一対の圧着ロールまたはダブルベルトプレスを用いて、その加熱圧着ゾーンの温度がポリイミド（Ｓ２）のガラス転移温度より２０℃以上高い温度から４００℃の温度範囲で、特にガラス転移温度より３０℃以上高い温度から４００℃の温度範囲で、金属箔／ポリイミド／金属箔の３枚重ねを加圧下に熱圧着する。
【０１２０】
３）特にダブルベルトプレスの場合には、引き続いて冷却ゾーンで加圧下に冷却して、好適にはポリイミド（Ｓ２）のガラス転移温度より２０℃以上低い温度、特に３０℃以上低い温度にまで冷却して、ポリイミドフィルムの両面に金属箔を積層させ、これをロール状に巻き取る。
これにより、ロール状のＬＥＤ用放熱基板を製造することができる。
【０１２１】
この製造方法では、熱圧着前に予熱することにより、ポリイミドに含有されている水分等による、熱圧着後の積層体の発泡による外観不良の発生を防止したり、電子回路形成時の半田浴浸漬時の発泡を防止したりすることができ、それにより、製品収率の悪化を防ぐことができる。また、熱圧着装置全体を炉の中に設置する方法も考えられるが、熱圧着装置がコンパクトなものに実質限定され、ＬＥＤ用放熱基板の形状に制限を受けるので、実用的ではない。また、アウトラインで予熱処理しても、積層するまでにポリイミドが再度吸湿してしまい、熱圧着後の積層体の発泡による外観不良や、半田耐熱性の低下を避けることが困難となる。
【０１２２】
ダブルベルトプレスは、加圧下に高温加熱−冷却を行うことができるものであって、熱媒を用いた液圧式のものが好ましい。
【０１２３】
両面に熱圧着性を有するポリイミドフィルムと金属箔とを、ダブルベルトプレスを用いて、加圧下に熱圧着−冷却して積層することによって、好適には引き取り速度１ｍ／分以上とすることができ、また、長尺で幅が約４００ｍｍ以上、特に約５００ｍｍ以上の幅広の、接着強度が大きく（即ち、金属箔とポリイミド層とのピール強度に優れる）、しかも金属箔表面に皺が実質的に認められないほど外観が良好な金属箔積層ポリイミドフィルム（ＬＥＤ用放熱基板）を得ることができる。
【０１２４】
製品外観の良好なＬＥＤ用放熱基板を量産するために、熱圧着性ポリイミドフィルムと金属箔との組み合わせを１組以上供給するとともに、最外層の両側とベルトとの間に保護材（つまり保護材２枚）を介在させ、加圧下に熱圧着−冷却して積層することが好ましい。保護材としては、非熱圧着性で表面平滑性が良いものであれば特に材質を問わず使用でき、例えば金属箔、特に銅箔、ステンレス箔、アルミニウム箔や、高耐熱性ポリイミドフィルム（宇部興産株式会社製、ユーピレックスＳ）などの厚み５〜１２５μｍ程度のものが好適に挙げられる。
【０１２５】
このようにして得られたＬＥＤ用放熱基板は、公知の方法に従って、銅箔または銅合金箔をエッチングにより部分的に除去して金属配線を形成し、金属配線を形成した側にＬＥＤチップを実装する。本発明のＬＥＤ用放熱基板は放熱性に優れ、ＬＥＤ照明装置、ＬＥＤバックライト用に、基板に数多くのＬＥＤを搭載しても、ＬＥＤの温度上昇、発光効率の低下を抑制することができる。
【実施例】
【０１２６】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【０１２７】
（評価方法）
（１）ピール強度：ポリイミドフィルムとアルミニウム箔との間のピール強度を、ＪＩＳ・Ｃ５０１６に準じて、９０°、幅５ｍｍの条件で測定する。測定試料は、銅箔を引き剥がしたポリイミド／アルミニウム箔の積層体を用いる。ピール強度の測定は、何も処理していない初期、湿熱処理後（８５℃・８５％Ｒｈ・１０００時間後）、および半田耐熱２６０℃・３０秒処理後の３点を行う。【０１２８】
（２）半田耐熱性：ＪＩＳ・Ｃ６４８１に準じて行う。測定試料は、銅箔をエッチング除去したポリイミド／アルミニウム箔の積層体を用いる。半田耐熱性の評価は、２５０℃または２７０℃、３０秒間の条件で行い、耐熱処理後、積層体のポリイミドフィルム側の発泡の有無を目視により観察する。
○：発泡なし、×：発泡あり。【０１２９】
（３）曲げ加工性：測定試料は、銅箔／ポリイミド／アルミニウム箔の積層体を用いる。積層体を、外径約１．０ｍｍ、内径約０．６ｍｍになるように折り曲げる。その後、折曲げ部分を戻して、アルミニウム箔の折り曲げ部のクラックの発生の有無を目視で観察する。折り曲げは、銅箔面が外側になる場合と、銅箔面が内側になる場合の２通りを行う。
○：クラックなし、×：クラックあり。【０１３０】
（参考例１：耐熱性ポリイミドＳ１用ドープ液の製造）
Ｎ−メチル−２−ピロリドン中にパラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）と３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）とを１０００：９９８のモル比でモノマー濃度が１８％（重量％、以下同じ）になるように加え、５０℃で３時間反応させた。得られたポリアミック酸溶液の２５℃における溶液粘度は、約１６８０ポイズであった。【０１３１】
（参考例２：熱圧着性ポリイミドＳ２用ドープ液の製造）
Ｎ−メチル−２−ピロリドン中に１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＴＰＥ−Ｒ）と２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ａ−ＢＰＤＡ）および３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）とを１０００：２００：８００のモル比でモノマー濃度が１８％になるように加え、さらにトリフェニルホスフェートをモノマー重量に対して０．５重量％加え、４０℃で３時間反応させた。得られたポリアミック酸溶液の２５℃における溶液粘度は、約１６８０ポイズであった。【０１３２】
（参考例３、４：熱圧着性多層ポリイミドフィルムＡ１、Ａ２の製造）
三層押出し成形用ダイス（マルチマニホールド型ダイス）を設けた製膜装置を使用し、参考例１及び参考例２で得たポリアミック酸溶液を三層押出ダイスの厚みを変えて金属製支持体上に流延し、１４０℃の熱風で連続的に乾燥した後、剥離して自己支持性フィルムを形成した。この支持体から剥離した自己支持性フィルムを加熱炉で１５０℃から４５０℃まで徐々に昇温して溶媒の除去、イミド化を行って、厚みの異なる２種類の長尺状の三層ポリイミドフィルムを製造し、これをロールに巻き取った。【０１３３】
得られた三層ポリイミドフィルム（層構成：Ｓ２／Ｓ１／Ｓ２）の特性を評価した結果を下記に示す。【０１３４】
（熱圧着性多層ポリイミドフィルムＡ１）
・厚み構成：２．５μｍ／７．５μｍ／２．５μｍ（合計１２．５μｍ）。
・Ｓ２層のガラス転移温度：２４０℃。
・Ｓ１層のガラス転移温度：３００℃以上で明確な温度は確認できなかった。
・線膨張係数（５０〜２００℃）：ＭＤ１９ｐｐｍ／℃，ＴＤ１８ｐｐｍ／℃。
・機械的特性（試験方法：ＡＳＴＭ・Ｄ８８２）
１）引張強度：ＭＤ，ＴＤ各５２０ＭＰａ、
２）伸び率：ＭＤ，ＴＤ各９０％、
３）引張弾性率：ＭＤ，ＴＤ各７２００ＭＰａ。
・電気的特性（試験方法：ＡＳＴＭ・Ｄ１４９）
１）絶縁破壊電圧：４．９ｋＶ。【０１３５】
（熱圧着性多層ポリイミドフィルムＡ２）
・厚み構成：４μｍ／１７μｍ／４μｍ（合計２５μｍ）。
・Ｓ２層のガラス転移温度：２４０℃。
・Ｓ１層のガラス転移温度：３００℃以上で明確な温度は確認できなかった。
・線膨張係数（５０〜２００℃）：ＭＤ１９ｐｐｍ／℃，ＴＤ１８ｐｐｍ／℃。
・機械的特性（試験方法：ＡＳＴＭ・Ｄ８８２）
１）引張強度：ＭＤ，ＴＤ各５２０ＭＰａ、
２）伸び率：ＭＤ，ＴＤ各１００％、
３）引張弾性率：ＭＤ，ＴＤ各７２００ＭＰａ。
・電気的特性（試験方法：ＡＳＴＭ・Ｄ１４９）
１）絶縁破壊電圧：７．１ｋＶ。【０１３６】
この熱圧着性多層ポリイミドフィルム（Ａ１、Ａ２）は厚み１２．５μｍと２５μｍであり、従来の一般的なＬＥＤ用放熱基板に用いられるエポキシ樹脂フィルム（厚み：１．２ｍｍ）よりも薄いが、電気的な絶縁性は同等であった。【０１３７】
以下の実施例では、ポリイミドフィルムのＡ面側に銅箔を、ポリイミドフィルムのＢ面側にアルミニウム箔を積層した。【０１３８】
アルミニウム箔は、表面に付着した油分を除去するために有機溶剤で処理したものを用いた。【０１３９】
（実施例１〜３）
（ＬＥＤ用放熱基板の製造）
ダブルベルトプレス直前のインラインで２００℃の熱風で３０秒間加熱して予熱した３層のポリイミドフィルムＡ２と、このポリイミドフィルムＡ２の片面（Ａ面）に電解銅箔（厚み：１８μｍ、Ｒｚ＝０．６μｍ）、反対側の面（Ｂ面）に表１に示す通りの無処理または表面処理をしたＡｌ−Ｍｇ合金箔（古河スカイ社製、Ａ５０５２−Ｈ３４、厚み：３００μｍ）とを積層して加熱ゾーン（最高加熱温度：３３０℃）に送り、次に冷却ゾーン（最低冷却温度：１８０℃）に送り、圧着圧力：３．９ＭＰａ、圧着時間２分で、連続的に熱圧着−冷却して積層して、ＬＥＤ用放熱基板（幅：５４０ｍｍ、長さ：３０ｍ）を製造し、ロール状に巻き取った。得られたＬＥＤ用放熱基板のピール強度、半田耐熱性および曲げ加工性を評価した結果を表２に示す。半田耐熱性の評価は、２５０℃で行った。【０１４０】
【表１】
0005920213.tif 000002
【０１４１】
【表２】
0005920213.tif 000003
【０１４２】
（実施例４〜５）
（ＬＥＤ用放熱基板の製造）
ダブルベルトプレス直前のインラインで２００℃の熱風で３０秒間加熱して予熱した表３に示す３層のポリイミドフィルムと、このポリイミドフィルムの片面（Ａ面）に圧延銅箔（厚み：３５μｍ、粗化グレード、Ｒｚ＝１．２μｍ）、反対側の面（Ｂ面）に無処理のＡｌ−Ｍｇ合金箔（古河スカイ社製、Ａ５０５２−Ｈ３４、厚み：３００μｍ）とを積層して加熱ゾーン（最高加熱温度：３３０℃）に送り、次に冷却ゾーン（最低冷却温度：１８０℃）に送り、圧着圧力：３．９ＭＰａ、圧着時間２分で、連続的に熱圧着−冷却して積層して、ＬＥＤ用放熱基板（幅：５４０ｍｍ、長さ：３０ｍ）を製造し、ロール状に巻き取った。得られたＬＥＤ用放熱基板のピール強度、半田耐熱性および曲げ加工性を評価した結果を表３に示す。半田耐熱性の評価は、２５０℃と２７０℃で行った。【０１４３】
【表３】
0005920213.tif 000004
【０１４４】
（熱抵抗の評価）
実施例４および実施例５で製造したＬＥＤ用放熱基板の熱抵抗を以下のような方法で評価した。【０１４５】
まず、製造したＬＥＤ用放熱基板を１ｃｍ×１．５ｃｍのサイズに切り出した。次に、１０ｃｍ×１０ｃｍの面積を有する銅製の水冷板と、ＬＥＤ用放熱基板のアルミニウム箔側とに熱伝導性グリスを薄く塗布し、両者を貼り付けた。次に、ＬＥＤ用放熱基板の銅箔側と、一つの側面が１ｃｍ×１．５ｃｍのトランジスタ（２ＳＣ３２５８）とに熱伝導性グリスを薄く塗布し、両者を貼り付けた。トランジスタとＬＥＤ用放熱基板との界面のトランジスタ側の最表面の温度Ｔｈと、水冷板とＬＥＤ用放熱基板の銅箔の接触部の水冷板側の最表面の温度Ｔｌとを測定するために、あらかじめトランジスタと水冷板の表面に細い熱電対を挿入するための溝を設けた。【０１４６】
以上のようにして、製造したＬＥＤ用放熱基板を用いて、トランジスタ／銅箔／ポリイミドフィルム／Ａｌ−Ｍｇ合金箔／水冷板と、細い熱電対をセットした。【０１４７】
次に、トランジスタに５〜３５Ｗの電力Ｐを印加し、熱電対の指示が安定するのを待って、Ｔｈ、Ｔｌを測定した。【０１４８】
熱抵抗Ｒｔｈは以下の式より算出した。【０１４９】
Ｒｔｈ＝（Ｔｈ−Ｔｌ）／Ｐ−２×Ｒｇ
ここで、Ｒｇは熱伝導性グリス１層分の熱抵抗（０．３５℃／Ｗ）である。【０１５０】
以上のようにして、実施例４で製造したＬＥＤ放熱基板の熱抵抗を求めたところ、０．２２℃／Ｗであり、非常に良好な熱抵抗であった。また、実施例５で製造したＬＥＤ放熱基板の熱抵抗を求めたところ、０．５８℃／Ｗであり、良好な熱抵抗であった。【０１５１】
（実施例６）
（ＬＥＤ用放熱基板の製造）
ダブルベルトプレス直前のインラインで２００℃の熱風で３０秒間加熱して予熱した３層のポリイミドフィルムＡ１と、このポリイミドフィルムＡ１の片面に電解銅箔（厚み：１８μｍ）、反対側の面にＡｌ−Ｍｇ合金箔（古河スカイ社製、ＪＩＳ５０５２−Ｈ３２（Ａ５０５２−Ｈ３２）、厚み：３００μｍ）とを積層して加熱ゾーン（最高加熱温度：３３０℃）に送り、次に冷却ゾーン（最低冷却温度：１８０℃）に送り、圧着圧力：３．９ＭＰａ、圧着時間２分で、連続的に熱圧着−冷却して積層して、ＬＥＤ用放熱基板（幅：５４０ｍｍ、長さ：３０ｍ）を製造し、ロール状に巻き取った。得られたＬＥＤ用放熱基板は、銅箔／ポリイミドフィルムＡ１／Ａｌ−Ｍｇ合金箔の両面金属箔積層体であり、従来の一般的なＬＥＤ用放熱基板は折り曲げが不可能であるのに対し、折り曲げ可能で良好な屈曲特性を有していた。【０１５２】
（熱抵抗の評価）
実施例６で製造したＬＥＤ用放熱基板の熱抵抗を、実施例４と同じ方法で評価した。熱抵抗は、０．２４℃／Wであり、良好な熱抵抗であった。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
以上のように、本発明によれば、優れた放熱性および耐電圧性を有し、薄く、しかも良好な屈曲特性を有し、例えば内側に折り曲げたり、外側に折り曲げたり、三次元加工可能なＬＥＤ用放熱基板を得ることができる。