(57)【要約】【課題】耐熱性接着フィルムに含まれる水分の蒸発によるシワ・発泡などを抑制し、外観良好でハンダ耐熱性の高い耐熱性フレキシブル積層板の製造方法を提供すること。【解決手段】耐熱性接着フィルムと金属箔とを積層して得られる耐熱性フレキシブル積層板の製造方法であって、前記耐熱性接着フィルムの水分率を０．７％以下にした後に該耐熱性接着フィルムと金属箔とを積層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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性接着フィルムと金属箔とを積層して得られる耐熱性フレキシブル積層板の製造方法であって、前記耐熱性接着フィルムの水分率を０．７％以下にした後に該耐熱性接着フィルムと金属箔とを積層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】
耐熱性接着フィルムを乾燥する乾燥工程と、耐熱性接着フィルムと金属箔とを積層する積層工程とを有する耐熱性フレキシブル積層板の製造方法であって、乾燥工程のパスライン長をラミネート速度に応じて変更することを特徴とする請求項１に記載の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。
【請求項３】
一対以上の乾燥手段により耐熱性接着フィルムの両面を加熱することで、耐熱性接着フィルムを乾燥することを特徴とする請求項１または２に記載の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。
【請求項４】
耐熱性接着フィルムが熱融着性樹脂層を有し、該熱融着性樹脂層中に熱可塑性ポリイミド樹脂を５０重量％以上含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。
【請求項５】
耐熱性接着フィルムと金属箔とを積層して耐熱性フレキシブル積層板を製造する耐熱性フレキシブル積層板の製造装置であって、パスライン長変更機構を具備する乾燥部を有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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性フレキシブル積層板の製造方法および製造装置に関する。さらに詳しくは、電子・電気機器等に好適に用いられる耐熱性フレキシブル積層板の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子・電気機器の軽量化、小型化、高密度化にともない、プリント基板、特に、絶縁性フィルム上に銅箔回路が形成されたフレキシブル積層板の需要が伸びている。
【０００３】
一般に、フレキシブル積層板は、ポリイミドフィルムなどの絶縁性フィルムと金属箔を、加熱状態の熱硬化性接着剤（エポキシ樹脂、アクリル樹脂など）で貼り合わせ、さらに温度を上げて樹脂を硬化させた後、金属箔をエッチングして回路を形成する方法（熱硬化型積層板の製造方法）、あるいは、予め耐熱性の熱可塑性接着層を形成した絶縁性フィルム（以下、接着フィルムということがある）に金属箔を加熱状態で貼り合わせた後、金属箔をエッチングして回路を形成する方法（熱融着型積層板の製造方法）で製造されている。
【０００４】
上記の熱硬化型積層板の製造方法は、従来から種々研究されており、樹脂含有紙または樹脂含浸ガラス布などと金属箔とを、多段プレスまたは真空プレスを用いてプレスした後、高温で数時間の処理で樹脂を熱硬化させてリジッド積層板を得る方法、あるいは、ロール状の被積層材料を一対の加熱ロールに挟んで積層（ラミネート）した後、高温で数時間の処理で樹脂を熱硬化させてフレキシブル積層板を得る方法、あるいは、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などが実施されている。
【０００５】
また、上記の熱硬化型積層板の製造方法では、熱硬化性樹脂の軟化温度は比較的低いので、１００℃程度の温度で金属箔を絶縁フィルムに貼合せて積層することが可能である。そのため、被積層材料が積層時に受ける熱応力は比較的小さく、シワが発生するなど、積層にともなうトラブルも少ない。
【０００６】
その一方、熱融着型積層板の製造方法では、一般に使用される熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度で金属箔と接着フィルムの熱融着を行う必要がある。例えば、熱可塑性のポリイミドフィルムと金属箔とを積層するために１対の熱ロールを使用し、ラミネート直前に熱可塑性ポリイミドフィルムと金属箔とを直接重ねて積層する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この方法は、ポリイミドフィルムが僅かでも吸湿している場合、熱ラミネート直前の雰囲気温度によってフィルム中の水分が蒸発し、得られた積層体の金属箔表面に、蒸発した水分に起因する凸凹模様が発生し、外観不良になるという問題があった。
【０００７】
このような問題を解決するため、ポリイミドフィルムをラミネート装置に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秒間程度予熱できるように熱風供給装置や赤外線加熱機などの予熱器を用いて予熱して、加熱圧着して張り合わせる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、耐熱性フィルムから水分を除去する工程を設けることで、シワなどの外観不良のない積層板を得る方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、本技術を用いても、ラミネート速度が高い場合には、ラミネートライン長が長くなり実用化が困難であり、外観良好な積層板を得ることができなかった。
【特許文献１】特開平８−２４４１６８号公報
【特許文献２】特開２００１−２７００３７号公報
【特許文献３】特開２００２−３２６２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、耐熱性接着フィルムに含まれる水分の蒸発によるシワ・発泡などを抑制し、外観良好でハンダ耐熱性の高い耐熱性フレキシブル積層板の製造方法を提供することである。さらに、ラミネート速度に関係なく、安定して、耐熱性接着フィルムに含まれる水分を除去し、かつ、乾燥装置のインライン化が可能な耐熱性フレキシブル積層板の製造方法および製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
（１） 耐熱性接着フィルムと金属箔とを積層して得られる耐熱性フレキシブル積層板の製造方法であって、前記耐熱性接着フィルムの水分率を０．７％以下にした後に該耐熱性接着フィルムと金属箔とを積層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。
【００１０】
（２） 耐熱性接着フィルムを乾燥する乾燥工程と、耐熱性接着フィルムと金属箔とを積層する積層工程とを有する耐熱性フレキシブル積層板の製造方法であって、乾燥工程のパスライン長をラミネート速度に応じて変更することを特徴とする前記（１）に記載の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。
【００１１】
（３） 一対以上の乾燥手段により耐熱性接着フィルムの両面を加熱することで、耐熱性接着フィルムを乾燥することを特徴とする前記（１）または（２）に記載の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。
【００１２】
（４）耐熱性接着フィルムが熱融着性樹脂層を有し、該熱融着性樹脂層中に熱可塑性ポリイミド樹脂を５０重量％以上含有するものであることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法。
【００１３】
（５）耐熱性接着フィルムと金属箔とを積層して耐熱性フレキシブル積層板を製造する耐熱性フレキシブル積層板の製造装置であって、パスライン長変更機構を具備する乾燥部を有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装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、耐熱性接着フィルムに含まれる水分の蒸発によるシワ・発泡などを抑制し、外観良好でハンダ耐熱性の高い耐熱性フレキシブル積層板を得ることができる。また、ラミネート速度に関係なく、耐熱性接着フィルムに含まれる水分を除去し、かつ、乾燥装置のインライン化が可能な耐熱性フレキシブル積層板の製造方法および製造装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１６】
本発明は、前記耐熱性接着フィルムの水分率を０．７％以下にした後に該耐熱性接着フィルムと金属箔とを積層することを特徴とする。これにより、得られる耐熱性フレキシブル積層板の、蒸発した水分に起因する凸凹模様などの外観不良を低減することができる。
【００１７】
本発明の製造方法により得られる耐熱性フレキシブル積層板は、耐熱性接着フィルムと金属箔とを積層してなる。主として電子用あるいは電気用のフレキシブル積層板として用いられるが、それに制限されるものではない。
【００１８】
本発明においては、耐熱性接着フィルムとして、熱融着性を有する樹脂を含む単層フィルム、あるいは熱融着性を有しないコア層の両側に熱融着性を有する樹脂層を備えた複数層フィルム、もしくは、紙、ガラスクロスなどの基材に熱融着性を有する樹脂を含浸したシートなどを用いることができる。これらの中でも、フレキシブル積層板の屈曲性の観点から、熱融着性を有する樹脂を含む単層フィルム、熱融着性を有しないコア層の両側に熱融着性を有する樹脂層を備える複数層フィルムが好適に用いられる。さらに、寸法特性などの観点から、熱融着性を有しないコア層の両面に熱融着性の樹脂層を有する３層構造のフィルムが好適に用いられる。
【００１９】
熱融着性を有しないコア層としては、耐熱性があれば特に限定されないが、アラミドフィルム、液晶ポリマフィルムなど任意の材質の耐熱性フィルムを用いることができる。好ましくは、非熱可塑性のポリイミドフィルムが用いられる。
【００２０】
熱融着性を有する樹脂としては、熱可塑性ポリイミド樹脂が好ましく用いられ、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などが挙げられる。また、熱融着性を有する樹脂層には、熱可塑性樹脂を、該樹脂層中５０重量％以上含有することが接着力の観点から好ましい。さらに、熱可塑性樹脂に加え、エポキシ樹脂、アクリル樹脂のような熱硬化性樹脂などを配合した樹脂層もまた、好適に使用される。さらに、必要に応じて、各種特性の向上のために、当業者に公知である種々の添加剤を該樹脂層中に配合してもかまわない。
【００２１】
耐熱性接着フィルムの作製方法もまた、特に限定されない。熱融着性を有する樹脂層が単層からなる場合、ベルトキャスト法、押出法などにより製膜することができる。また、耐熱性接着フィルムの構成が熱融着性を有する樹脂層／熱融着性を有しないコア層／熱融着性樹脂を有する樹脂層の３層からなる場合、熱融着性を有しないコア層（例えば、耐熱性フィルム）の両面に、熱融着性を有する樹脂を片面ずつまたは両面に同時に塗布して３層構造の耐熱性接着フィルムを作製する方法、耐熱性フィルムの両面に熱融着性を有する樹脂層を貼り合わせ、３層構造の耐熱性接着フィルムとする方法などで作製される。
【００２２】
熱融着性を有する樹脂を塗布して３層構造の耐熱性接着フィルムを作製する方法は、特に熱融着性を有するポリイミド系の樹脂を使用する場合、ポリイミド系樹脂をポリアミック酸の状態で耐熱性フィルムに塗布し、次いで乾燥しながらイミド化を行う方法、可溶性ポリイミド樹脂を耐熱性フィルムに塗布し乾燥する方法、熱融着性を有する樹脂層／熱融着性を有さないコア層／熱融着性を有する樹脂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などがあるが、特に制限されるものではない。
【００２３】
本発明に用いられる金属箔は、特に限定されないが、電子、電気機器用に用いられる積層板の場合、導電性およびコストの点から銅箔が好適に用いられる。また、金属箔の厚みについては、金属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。銅箔の種類としては圧延銅箔、電解銅箔、ＨＴＥ銅箔などを用いることができ、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。また、５μm以下の銅箔を使用する場合は、極端にコシがなくなるため、支持体として、金属・セラミックなどのキャリアを貼り合わせたキャリア付き銅箔を用いて熱ラミネートしても良い。
【００２４】
本発明は、耐熱性接着フィルムの水分率を０．７％以下にした後に、金属箔を積層することを特徴とするものである。耐熱性接着フィルムの水分率が０．７％を超えると、耐熱接着フィルムに含まれる水分の蒸発によりフレキシブル積層板のシワ・発泡などが発生し、外観不良になる。また、ハンダ浴浸漬時の発泡の原因にもなる。貼り合わせる金属箔の種類によって、シワ・発泡などの程度に差はあるが、金属箔の種類に関係なくシワ・発泡などの発生を抑制するためには、水分率を０．７％以下にすることが重要である。さらに好ましくは、０．５％以下である。耐熱性接着フィルムの水分率は、ミクロ熱重量測定装置（ＴＧＡ）などを用いて、微量減量から求めることができる。
【００２５】
耐熱性接着フィルムを乾燥する方法としては特に規定しないが、次のようなものが採用できる。耐熱性接着フィルムの原反ロールを乾燥機で乾燥した後、耐熱性接着フィルムが吸湿しないうちに熱ロールラミネート機の繰出装置にセットし、そのままラミネートを行う方法、耐熱性接着フィルムの原反ロールを乾燥させない状態で、熱ロールラミネート機の繰出装置にセットし、耐熱性接着フィルムを繰出しながら、ラミネート手前で乾燥装置により耐熱性接着フィルムを乾燥し、次いでラミネートを行う方法などである。ラミネート手前で乾燥させる場合、吸湿を防止するため、乾燥後、１０秒以内にラミネートすることが好ましいが、熱融着性の樹脂層の種類・構成により限定はしない。
【００２６】
耐熱性接着フィルムを乾燥するために、耐熱性接着フィルムのパスラインに、一対以上の乾燥手段を設置することが好ましい。ラミネート速度が１ｍ／分などの遅い場合は、一対以上の乾燥手段のうち、一機のみを稼働しても十分に乾燥しうる。一方、ラミネート速度を上げた場合、限定はしないが、例えば、３ｍ／分などの場合は、一対以上の乾燥手段を使用することが好ましい。当然のことながら、耐熱性接着フィルムの材質、熱ラミネート時の湿度等の環境によって、適宜、条件は選択できる。
【００２７】
また、一対以上の乾燥手段を有する乾燥部は、パスライン長変更機構を有することが好ましい。パスライン長変更機構としては、例えば、乾燥手段間を耐熱性接着フィルムが複数回通過することができるように設けられたガイドロールなどが挙げられる。このようなパスライン長変更機構を有することにより、乾燥温度条件を一定に保ちながら、ラミネート速度に応じた乾燥を行うことが可能になる。これは、特に耐熱性接着フィルムの材料が熱による影響を受けやすいなどの理由で、乾燥温度を高くすることができない場合には非常に有効である。例えば、ラミネート速度が遅ければ、図１に示すように、１回の通過で十分に乾燥でき、ラミネート速度が早い場合には、図２、図３に示すように、３〜５回通過させることにより、十分な乾燥を行うことができる。さらに、ラミネート速度にかかわらず、同一の乾燥部により乾燥することができるため、作業性、生産性において利点を有する。また、一定のラミネート速度の場合であっても、パスライン長を変更することにより、乾燥温度条件の幅を広げることが可能となる。
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制限されない。加熱方法についても特に制限されずに、所定の温度で加熱することができるものであればその方式に拘らず用いることができる。加熱方式として、例えば、熱媒循環方式、熱風加熱方式、誘電加熱方式などを採用し得る。加熱温度は２００℃以上であることが好ましいが、電子部品実装のために、例えば、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、それに応じたガラス転移温度（Ｔｇ）を有する耐熱性接着フィルムを使用するために、通常、２４０℃以上で加熱される。熱ロールラミネート装置を使用する場合、プレスロールの材質は、ゴム、金属など、特に限定されないが、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ことがあるため、金属ロールが好適に用いられる。熱ロールラミネート装置の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制限されず、例えば、油圧方式、空気圧方式、ギャップ間圧力方式などの加圧方式が用いられる。圧力条件は目的に応じて適宜選択される。
【００２８】
金属箔の焼けやキズなどの外観不良を防ぐため、金属箔とロールの間に保護材料を挟んでラミネートしてもよい。保護材料としては、ラミネートした製品のシワ発生など、外観不良の発生を防ぐ目的を達成するいずれの材料も用いられ得る。ただし、加工時の温度に耐え得る材料でなければならず、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が有効に用いられ得る。保護材料の厚みは特に限定されないが、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以上の厚みが好適である。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。
【００２９】
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、特に表面処理などの処理を施す必要がない。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得る。また、銅箔表面の酸化を防ぐ目的で施された防錆処理など、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表面処理もまた利用可能である。
【００３０】
保護材料を剥離する際の耐熱性フレキシブル積層板の温度は、熱可塑性樹脂を被積層材料として使用する場合には、そのガラス転移温度（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、さらに好ましくはＴｇよりも１００℃以上低い温度で剥離される。最も好ましくは、室温まで冷却された時点で、保護材料が積層板から剥離される。室温まで冷却する方法として、自然冷却でも構わないが、冷風を当てる、冷却ロールに抱かせるなどの方法で強制的に冷却するほうがより効果的である。
【００３１】
張力については、一般的に、ラミネート前に耐熱性接着フィルムの張力が高いと、耐熱性接着フィルムが蛇行しにくく、また熱膨張によるＴＤ方向の動きも規制されるため、金属箔とラミネートした際、金属箔表面にシワを生じにくい傾向にあるが、金属箔除去前後の積層体の寸法変化率が大きくなるため、耐熱性接着フィルムの繰出張力をあまり高くするのは好ましくない。一方、耐熱性接着フィルムの繰出張力が３Ｎ／ｍｍ２以下の場合、耐熱性接着フィルムの蛇行や熱膨張による伸びが原因で考えられるラミネート時のシワが発生する傾向にある。
【００３２】
ラミネートロールは耐熱性接着フィルムおよび金属箔を搬送できるものであれば金属ロールでもゴムロールでも構わず、また、フリーロールでも駆動ロールでも特に限定されない。
【実施例】
【００３３】
以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例の説明に入る前に各評価方法及び積層板の加熱加圧成形方法について述べる。
【００３４】
１．評価方法
Ａ．外観
耐熱接着フィルムと銅箔を熱融着ロールで接着した後、２０ｃｍ×２０ｃｍの銅箔面を目視で観察し、銅箔に泡状のフクレがないか評価した。評価基準は、シワ、ブツ、気泡のいずれもないものを○、シワ、ブツまたは気泡があるものを×とした。
【００３５】
Ｂ．ハンダ耐熱温度
２ｃｍ×２ｃｍのサンプル各３個を４０℃×９０％の恒温恒湿機に２４時間以上保管した後、２５０〜３１０℃で、１０℃毎に設定したハンダ浴槽に浸して発泡状態を確認し、発泡が起こらない最高温度をハンダ耐熱温度とした。
【００３６】
Ｃ．耐熱性接着フィルム水分率
１０〜２０mｇの重量にサンプルを切り取り、ミクロ熱重量測定装置（ＴＧＡ）にて、２０〜１２０℃まで１時間で昇温し、１２０℃×１時間の定温状態後の重量減量を試料重量で割り返して、水分率を測定した。
【００３７】
２．ＣＣＬ（Ｃｕｐｐｅｒ  ｃｌａｄ  ｌａｍｉｎａｔｅ）の作製方法
熱ロールラミネート装置を用いた、両面ＣＣＬの作製方法を説明する。図１のように２５μｍの耐熱性接着フィルム（コアフィルム：ポリイミドフィルム、熱融着性樹脂層：ピロメリット酸無水物＋３，３’，４，４’−ビスフェニルテトラカルボン酸無水物＋４，４’−オキシ−ｂｉｓ−ベンゼンジアミン＋２，２’ビス−（４−アミノフェノキシフェニル）プロパン、あるいは、３，３’，４，４’−ビスフェニルテトラカルボン酸無水物＋ｐ−フェニレンジアミン）の両側に１２μｍの電解銅箔（ＮＡ−ＶＬＰ、三井金属（株）製）を配置し、さらにその両側に保護材料を配置し、熱ロールラミネート装置を用いて加熱加圧成形し、両面ＣＣＬを作製した。
【００３８】
実施例１〜５
上記の方法で、表１に示す耐熱性接着フィルム、加熱加圧成形条件、パスライン、乾燥機を用いてＣＣＬを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。パスラインを変えることにより、ラミネート速度を上げても、耐熱接着フィルムの含水率を常に０．７％以下にでき、いずれも外観及びハンダ耐熱に問題はなかった。
【００３９】
比較例１〜３
表１に示す耐熱性接着フィルム、加熱加圧成形条件、パスライン、乾燥機を用いてＣＣＬを作製し、評価を行った。結果を表１示す。高速ラミネート時、１パス型、１台の乾燥機では、耐熱接着フィルムの含水率を常に０．７％以下にできず、外観及びハンダ耐熱温度に問題があった。
【００４０】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法の一例を示すフロー図である。
【図２】本発明の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法の他の一例を示すフロー図である。
【図３】本発明の耐熱性フレキシブル積層板の製造方法のさらに他の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００４２】
１：保護材料
２：金属箔
３：耐熱性接着フィルム
４：ガイド１
５：ガイド２
６：ガイド３
７：ガイド４
８：ガイド５
９：ツインガイド
１０：乾燥機１
１１：乾燥機２
１２：熱融着ロール
【図１】
2006255920.tif 000004
【図２】
2006255920.tif 000005
【図３】
2006255920.tif 000006