(57)【要約】【課題】電子部品の小型化を可能にする電極付き極薄絶縁体の金属化フィルムを提供する。【解決手段】基材フィルムの片面に離型層を設け、離型層の上に金属電極層を設け、金属電極層の上に接着剤層を設けた金属化フィルムであって、接着剤層が耐熱性樹脂であり、かつ、金属電極層の厚みが１００オングストローム以上で５μｍ以下の絶縁性樹脂層である金属化フィルム、又は、該金属化フィルムの離型層と金属電極層間に剥離層を設けた金属化フィルム。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材となるフィルムの片面に離型層を設け、離型層の上に金属電極層を設け、電極層の上に接着剤層を設けた金属化フィルムであって、金属電極層の厚みが１００オングストローム以上で且つ５μｍ以下であることを特徴とする電子部品用金属化フィルム。
【請求項２】
離型層と金属電極層間に剥離層が設けられている、請求項１に記載の電子部品用金属化フィルム。
【請求項３】
剥離層が、厚みが１００ｎｍ〜２０００ｎｍの耐熱性かつ絶縁性樹脂層からなる、請求項２に記載の電子部品用金属化フィルム。
【請求項４】
接着剤層が、厚みが２００ｎｍ〜２０００ｎｍの耐熱性かつ絶縁性樹脂層からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品用金属化フィルム。
【請求項５】
接着剤層および剥離層の少なくとも一方が、セラミック素材の微細粒子を重量比で５％以上もつ樹脂層からなる、請求項２〜４のいずれかに記載の電子部品用金属化フィルム。
【請求項６】
金属電極層がパターン化された電極からなる、請求項１〜５のいずれかに記載の電子部品用金属化フィルム。
【請求項７】
離型層が７０℃以上の温度で溶融する樹脂からなる、請求項１〜６のいずれかに記載の電子部品用金属化フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリントコイル等の電子部品を製造するために好適な電子部品用金属化フィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子部品は小型化が進み、電子機器の小型化に大きく貢献している。これらの電子部品は、一般的に電極と絶縁体を有しており、電極には低抵抗特性を、絶縁体には高い耐電圧特性、誘電率特性あるいは誘電正接特性を電子部品の諸特性に基づき要求される場合が多い。特にフィルム状の絶縁体においては、絶縁体の多くが樹脂化合物のため電子部品を実装する際の熱に耐えることが難しく、また、既にフィルム化されたものに電極金属を付与した金属化フィルムを用いるため、フィルムメーカーに依存した材質のなかで選択せざるえないため、限定された材質の中から選定された電子部品とならざるを得ない。
【０００３】
例えば、ラミネートコイルなどの電子部品では、特許文献１で以下の提案がされている。即ち、まず、支持体のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを製膜する際の押出機の口金内で、支持体フィルムとなる溶融ＰＥＴの両側にポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）の溶融ポリマーを重ね、ＰＰＳ／ＰＥＴ／ＰＰＳの３層複合フィルムを２軸配向製膜し、積層フィルムを作成する。この積層フィルムの片側にコロナ放電処理を施し、接着剤を塗布後、圧延銅箔箔を貼り合わせ、加熱プレスロールを通して複合金属積層シートを得る。この後、複合金属積層シートの金属箔側にエポキシ系接着剤を塗布、乾燥し、ＰＥＴ層と残る片側のＰＰＳを剥離して除去しながら、接着剤を塗布した金属積層シートを円柱状の巻き芯に巻き取り、接着剤を硬化させた後巻き芯を抜き取り、巻回軸方向と垂直の方向にスライスして１μｍのＰＰＳフィルムからなるラミネートコイルを作製する提案である。
【０００４】
この提案にあるように、電子部品の絶縁体としては可能な限り薄いものが電子部品の小型化の観点から好ましいのであるが、接着剤を塗布、乾燥し、ＰＥＴ層と残る片側のＰＰＳを剥離する際、ＰＰＳ層の厚みによってはＰＥＴ層とＰＰＳ層との接着力でＰＰＳ層が破れるため、実用上１μｍ程度が下限の厚さとなっており、より薄膜の絶縁層を作成することは困難である。
【０００５】
さらに、これらの絶縁体である樹脂フィルムの材質はフィルムメーカーで製造される材質や厚みに限定され、例えば、良好な特性を持つ高耐熱性樹脂であるポリイミドなどでは、フィルム厚みが１２μｍより薄いものは量産されておらず、部品の小型化が図れていない。特許第２７８０３８０号公報
【０００６】
【特許文献１】
特許第２７８０３８０号公報（特許請求の範囲）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、上述の問題に鑑み、例えばラミネートコイル等の電子部品の小型化を図るため、極力薄い絶縁体を有する電子部品用金属化フィルムを提供することにある。また、本発明の他の課題は、この金属化フィルムを用いた、超小型の電子部品を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る電子部品用金属化フィルムは、基材となるフィルムの片面に離型層を設け、離型層の上に金属電極層を設け、電極層の上に接着剤層を設けた金属化フィルムであって、金属電極層の厚みが１００オングストローム以上で且つ５μｍ以下であることを特徴とするものからなる。
【０００９】
この金属化フィルムにおいては、さらに、上記離型層と金属電極層間に剥離層が設けられている構成とすることもできる。剥離層としては、厚みが１００ｎｍ〜２０００ｎｍの耐熱性樹脂層からなることが好ましい。また、接着剤層は、厚みが２００ｎｍ〜２０００ｎｍの耐熱性かつ絶縁性樹脂層からなることが好ましく、さらに絶縁層の機械的強度を向上させるために接着剤層および剥離層の少なくとも一方が、セラミック素材の微細粒子を重量比で５％以上もつ樹脂層からなることが好ましい。
【００１０】
また、金属電極層としては、パターン化された電極からなることが好ましい。金属電極層のパターンとしては、特に限定されず、作成する電子部品にもよるが、たとえば後述の実施態様に示すような、電極が千鳥状に配置されたパターンを採用できる。このような千鳥状電極が配置されたパターンは、特にフィルムチップコンデンサ等の電子部品の作成に好ましい。
【００１１】
離型層としては、７０℃以上の温度で溶融する樹脂からなるものが好ましい。また、基材となるフィルムとしては、耐熱性や機械特性等の面から、とくにポリエステルフィルムからなることが好ましい。
【００１２】
本発明における電子部品は、上記のような金属化フィルムを用いて作成したものであり、とくに薄膜絶縁体を有した小型の電子部品を構成することが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について、望ましい実施の形態とともに、図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の金属化フィルムの１つは、基材となるフィルム、例えばポリエステルフィルムに離型層を設け、離型層の上に厚みが１００オングストローム以上で且つ５μｍ以下の金属電極層を設け、電極層の上に厚みが２００ｎｍから２０００ｎｍの耐熱性かつ絶縁性樹脂層からなる接着剤層を設けたことを特徴とする金属化フィルムである。
【００１４】
本発明の金属化フィルムの２つ目は、基材となるフィルムに離型層を設け、離型層の上に剥離層を設け、剥離層の上にパターン化した金属電極層を設け、電極層の上に接着剤層を設けた金属化フィルムであって、接着剤層が耐熱性樹脂であり、厚みが２００ｎｍから２０００ｎｍの絶縁性樹脂層である金属化フィルムである。
【００１５】
以下、本発明に係る金属化フィルムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る金属化フィルムとしてのラミネートコイル用蒸着フィルムの断面図である。図１には、基材となるプラスチックフィルム（１）の片面に離型層（２）を設けて基材フィルムとなし、その離型層（２）上に金属膜（３）（金属電極層）を蒸着し、更にその上に誘電体樹脂（４）がコーティングされている金属化フィルムが例示されている。
【００１６】
図２は、本発明の他の実施態様に係る金属化フィルムとしての回路基板用金属化フィルムの断面図であって、図１における離型層（２）と、その上に形成される金属膜（３）（金属電極層）の間に剥離層（５）の耐熱樹脂がコーティングされている金属化フィルムを示している。金属膜（３）はここではパターン化されている。
【００１７】
図３は、本発明の更に他の実施態様に係る金属化フィルムとしてのチップコンデンサ用金属化フィルムの平面図であって、図２におけるパターンの金属膜（３）（金属電極層）の他の形態を示す一例であって、金属膜（３）（金属電極層）の上には耐熱樹脂がコーティングされている金属化フィルムを示している。
【００１８】
本発明において用いられる基材フィルム（１）としては、特にポリエステルフィルムが好ましく、ポリエステルフィルムであれば、特に限定するものではないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等からなるフィルムが好適である。この基材フィルム（１）の厚さは、加工の難易性から好適には１２〜１５０μｍ程度であり、更に好ましくは１５〜５０μｍである。この基材フィルムの片面には、離型層（２）がコーティングやその他の常套手段により設けられている。
【００１９】
離型層（２）の材質は、通常シリコーン系の離型層やフッ素系の離型層、あるいはこれらの変性樹脂が用いられるが、特に材質を限定するものではなく、離型層の上に金属を設けることが可能なものであればよい。この離型層（２）の厚さは、好ましくは０．０５〜０．５μｍ程度である。
【００２０】
また、基材フィルムの片面に離型層（２）を設け、その上にコーティング等の常套手段により剥離層（５）を設けてもよい。
【００２１】
剥離層（５）の材質は、耐熱性の樹脂であれば、特に材質を限定するものではないが、剥離層の上に金属を設けることが可能なことが必須要件である。この剥離層（５）の厚さは、好ましくは１００〜２０００ｎｍ程度である。
【００２２】
金属電極層を成す金属膜（３）の材質としては、通常電極として用いられる金属であれば特に限定されず、例えば、アルミニウム、亜鉛、金、銀、銅、ニッケル、クロム等の単一金属または合金が好適である。
【００２３】
金属膜（３）の厚さは、通常１００オングストローム以上が必要であり、電子部品の許容電流によっても異なるが、例えばラミネートコイルの電極とする場合は、２００オングストローム以上が必要であり、また５μｍを超える厚みでは、金属箔厚みにラミネートコイルの大きさが左右されるため実用的ではない。
【００２４】
また金属膜の形成方法としては、金属膜の厚さが２００オングストローム程度であれば、たとえば、蒸発源が高周波加熱方式、ＥＢ方式、抵抗加熱方式等の一般的な蒸着法や、スパッタリング、イオンプレーティング等の蒸着も可能である。金属膜の厚さが３０００オングストロームを超えるような厚膜の場合は、この蒸着加工後に、電解メッキ法や無電解メッキ法で金属膜を厚膜化することも可能である。
【００２５】
なお、金属膜は最終的に電子部品の機能を満たすために、目的に応じたパターン化処理を施すことが可能である。パターン化処理の方法については、フォトリソ法などの常套手段や他の公知の方法を用いればよい。
【００２６】
本発明では、電極となる金属膜（３）上に接着剤層となる絶縁樹脂層（４）が設けられる。絶縁樹脂層（４）は、印刷法やコーティング法などの常套の方法で形成できるが、好適にはコーティングで形成する。接着剤層となる絶縁樹脂層（４）の材質は、電子部品に使用可能な樹脂であれば特に限定されないが、半田付けする際の受熱に耐える耐熱性樹脂であることが必要であり、且つ絶縁抵抗及び絶縁破壊電圧が高いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド、ポリアセタールなどのポリマー系樹脂や、メラミン樹脂、アクリル樹脂、あるいはポリ四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂等、更にはこれらの変性樹脂が好適であり、中でも、ポリフェニレンスルフィドやポリイミドあるいはこれらの変性樹脂が好適である。また、この絶縁樹脂層（４）の厚さは、好ましくは２００〜２０００ｎｍ程度、さらに好ましくは５００〜２０００ｎｍ程度である。
【００２７】
【実施例】
実施例１
厚さ２５μｍのポエステルフィルムの片面に、乾燥後の塗膜厚さが２００ｎｍになるようにグラビアコート法でポリエチレンワックスを塗布し、離型層付きの基材フィルムを作成した。この基材フィルムのポリエチレンワックスの上に、高周波加熱方式の蒸発源を持つ真空蒸着機で銅を１００ｎｍの厚さに蒸着し、その後電解メッキ法にて電極金属層の銅厚みを４μｍまで厚膜化した。さらに電極金属膜をフォトリソ法にて電極金属部が、図３に示したのと同様に、多数の直線（幅  ０．５ｍｍ）状にに配置されるように、エッチングを施した。このように離型層付きの基材フィルム（１０）と多数の直線状の電極金属からなるシートの金属電極膜（３）の上に、さらに絶縁性樹脂として、固形分２０％のシリコーン変性したポリイミド樹脂をシクロヘキサノンにて５％に希釈し、乾燥厚みが０．７μｍとなるように再びバーコート法でコーティングした。絶縁体樹脂であるシリコーン変性ポリイミド樹脂の乾燥は、温度を１４０℃で１分間行い、金属化フィルムを作成した。
【００２８】
［ラミネートコイルの作成］
実施例１で作成した金属化フィルムを幅５０ｍｍにスリットし、直径１ｍｍの円柱状の鉄心に基材フィルムを温度１２０℃のローラーにタッチさせて剥離、除去しながら１００回転巻き取り、その状態で１８０℃で３時間硬化せしめた。その後鉄心を抜き去り、巻回軸と垂直の方向に１ｍｍの厚さにスライスして絶縁フィルムの厚さが、わずか０．７μｍのポリイミドフィルムで、電極層が極めて薄い４μｍの銅箔からなるラミネートコイルを作成した。このラミネートコイルの作成の際、基材フィルムと金属箔の剥離は極めてスムーズで、箔切れ、フィルム破れは全く発生しなかった。またラミネート工程、及びスライス工程でもシワや挫屈などのトラブルは無かった。
【００２９】
実施例２
［回路基板の作成］
厚さ２５μｍのポエステルフィルムの片面に、乾燥後の塗膜厚さが２００ｎｍになるようにグラビアコート法で、シリコン変性アクリル樹脂（固形分２８％）とメラミン樹脂（固形分５０％）の混合塗剤を塗布し、離型層付きの基材フィルムを作成した。この基材フィルムの離型層であるポリイミド層を、乾燥後の塗膜厚さが１００ｎｍになるようにグラビアコート法で塗布し、乾燥した。さらにこの剥離層の上に高周波加熱方式の蒸発源を持つ真空蒸着機で銅を１００ｎｍの厚さに蒸着し、その後は実施例１と同じく電解メッキを施し、銅電極を回路パターン状に処理処理した後、絶縁樹脂を乾燥後の厚みが１μｍとるように塗布、乾燥して金属化フィルムを得た。この金属化フィルムを所望の寸法に断裁し、カバーレイ付きの基材フィルム付き回路基板を得、後に基材フィルムを剥離することで、基体層がわずか１μｍ、カバーレイフィルムがポリイミド層であるわずか１００ｎｍの回路基板を得た。
【００３０】
なお、ここまでの工程において実施例１、実施例２では同様のラミネートコイルや回路基板の作成にこれまで使用していた極薄フィルムを基体として作成していたものでのシワ等の種々の問題の発生は一切無かった。
【００３１】
実施例３
厚さ２５μｍのポリエステルフィルムの片面に、乾燥後の塗膜厚さが２００ｎｍになるようにグラビアコート法でシリコーン変成アクリル樹脂を塗布し、離型層付きの基材フィルムとし、この基材フィルムのシリコーン変性アクリル樹脂の上に、更にグラビアコート法で固形分２０％のビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）を主成分とする変性ポリイミド樹脂をシクロヘキサノンにて５％に希釈し、乾燥後の塗布厚さが２００ｎｍとなるように塗布した。変性ポリイミド樹脂の乾燥は、温度を１４０℃で１分間行い、その後更に１８０℃１分間のエージングを施した。この変性ポリイミドの上に高周波加熱方式の蒸発源を持つ真空蒸着機で銅を１００ｎｍの厚さに蒸着し、その後蒸着金属膜をフォトリソ法にて蒸着金属部が、図３に示すように、多数の長方形（６ｍｍ×１．４ｍｍ）が千鳥状に配置されるように、エッチングを施した。このように離型層付きの基材フィルム（１０）上に多数の長方形状の蒸着金属からなる電極金属膜（３）が形成された蒸着フィルムの上に、更に絶縁性樹脂として前述の変性ポリイミド樹脂を同様の方法で、乾燥厚みが５００ｎｍとなるように再びグラビアコート法でコーティングし、温度を１４０℃で１分間乾燥して、金属化フィルムを作成した。
【００３２】
［外装フィルムの作成］
厚さ１２μｍのポリイミドフィルムに、固形分２０％のビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）を主成分とする変性ポリイミド樹脂をシクロヘキサノンにて５％に希釈し、乾燥厚みが０．２μｍとなるように再びバーコート法でコーティングし、温度を１４０℃で１分間行って接着層を持つポリイミドフィルムを作成した。
【００３３】
［コンデンサの作成］
上記の外装フィルムと、実施例３で得られた金属化フィルムを同一寸法にシート状にカッティングし、図４に示すように外装フィルム（８）の接着剤層と金属化フィルム（７）の接着剤層を、図３に示した積層用の位置合わせマーク（６）を使用して重ね合わせ、温度１８０℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ2 で１０秒間ヒートプレス板（９）で加熱プレスした。その後基材フィルムを剥がし、外装フィルムに電極層を転写させ、銅電極をもつポリイミドフィルムを作成した。この銅電極を持つポリイミドフィルムの電極層に再び金属化フィルムの接着剤面を電極層が重なるように重ね合わせ、温度１８０℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ2 で１０秒間プレスした。その後基材フィルムを剥がした。こうして電極層と接着層が交互に１００層を重ね合わせたのち、最後に重ねた電極層に外装フィルムの接着剤層を重ね、同じく温度１８０℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ2 で１０秒間プレスして積層体を得た。このようにして、図５に示すような積層体が得られ、得られた積層体を所定の切断線の沿って切断し、誘電体厚さがわずか０．７μｍで基板占有寸法が３．２ｍｍ×１．６ｍｍの所謂チップサイズのポリイミドフィルムを誘電体とするコンデンサを得た。
【００３４】
ここまでの工程において実施例３では、同様の０．７μｍ厚の蒸着フィルムを用いたチップコンデンサを作成する際に問題となるフィルムの巻回時、積層時に問題となるシワ等の発生は一切なく、またフィルム同士の密着も極めて良好なものであった。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電子部品用金属化フィルムによれば、とくに小型の電子部品を作成する際に、従来極薄のフィルムを基体層とする金属化フィルムを用いて作成していた場合のシワ等の種々の問題の発生を皆無にすることが可能となり、従来にない極薄フィルムを基体層とできるため電子部品の小型化に大きく貢献できる。さらに本発明の金属化フィルムを用いて作成された回路基板は、そのままでは基体層の強度が極めて低く、可動部分の使用には極めて良好である。また、金属板などの熱伝導率の高いベースに貼れば、放熱性の優れた回路基板となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における金属化フィルムの構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における金属化フィルムの構造を示す断面図である。
【図３】実施例３における金属電極層のパターンを示す平面図である。
【図４】フィルムコンデンサの作成における金属電極層を重ね合わせ、接着の様子を示した断面図である。
【図５】金属電極層を重ね、接着したコンデンサ素子の断面図である。
【符号の説明】
１  基材となるプラスチックフィルム
２  離型層
３  金属電極膜（金属電極層）
４  誘電体となる接着剤樹脂層
５  誘電体となる剥離層
６  積層用の位置合わせマーク
７  図２の構成を持つ図３のパターン化金属化フィルム
８  接着剤付き外装フィルム
９  ヒートプレス板
１０  離型層を持つ基材フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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