(57)【要約】【課題】薄い銅箔及び銅箔積層体を長尺巻き取る際に生じていた巻芯部の端面痕や粘着テープ痕による押し痕を解消した高品位の銅箔や銅箔積層体を高い生産性をもって巻き取れるようにする。【解決手段】円筒状芯材表面に熱可塑性樹脂発泡体層を設けたことを特徴とする薄い銅箔又は銅箔積層体用巻芯、および、該巻芯を用いて、薄い銅箔または銅箔積層体をロール状に巻き取る、薄い銅箔又は銅箔積層体の巻き取り方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状芯材の表面に熱可塑性樹脂発泡体層を設けたことを特徴とする薄い銅箔又は銅箔積層体用巻芯。
【請求項２】
熱可塑性樹脂発泡体層の歪み２５％での圧縮応力が３０〜２５０ｋＰａの範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の薄い銅箔又は銅箔積層体用巻芯。
【請求項３】
熱可塑性樹脂発泡体層の主成分は、ポリエチレンおよびポリプロピレンから選択される少なくとも１種であり、気泡構造が独立形であることを特徴とする、請求項１または２に記載の薄い銅箔又は銅箔積層体用巻芯。
【請求項４】
熱可塑性樹脂発泡体層の見かけ密度が０．０３〜０．２ｇｒ／ｃｍ３の範囲にあることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の薄い銅箔又は銅箔積層体用巻芯。
【請求項５】
円筒状芯材が紙であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の薄い銅箔又は銅箔積層体用巻芯。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の巻芯を用いて、該巻芯上に薄い銅箔又は銅箔積層体をロール状に巻き取ることを特徴とする、薄い銅箔又は銅箔積層体の巻き取り方法。
【請求項７】
前記銅箔積層体が、少なくとも有機絶縁性フィルムと銅箔からなることを特徴とする、請求項６に記載の薄い銅箔又は銅箔積層体の巻き取り方法。
【請求項８】
前記銅箔積層体が、有機絶縁性フィルムの両面に銅箔を設けたものからなることを特徴とする、請求項７に記載の薄い銅箔又は銅箔積層体の巻き取り方法。
【請求項９】
前記銅箔積層体が、ポリイミドフィルムの両面に銅箔層を設けたものからなることを特徴とする、請求項８に記載の薄い銅箔又は銅箔積層体の巻き取り方法。
【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或いはＴＡＢテープなどに使用される平均厚み１８μｍ〜３５μｍ以下の薄い銅箔、あるいは該銅箔とポリイミドフィルム等との積層体を長尺で巻き付けるための巻芯に関し、巻芯領域で発生する銅箔又は銅箔積層体の端面痕または端面固定用粘着テープ痕の転写防止を可能とした巻芯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フレキシブルプリント基板やＴＡＢテープ等においては、電子機器・部品の小型化、軽量化或いは部品実装の高密度化の進展と共に導体として使用される銅箔の厚みは薄くなる一方である。フレキシブルプリント基板やＴＡＢテープは通常ポリイミドフイルムと銅箔との積層体を出発原料として製造されるが、出発原料である銅箔との積層体は比較的長尺で生産・供給されるのが一般的である。接着剤を介してポリイミドフィルムと銅箔をロールラミネートするか、銅箔にポリイミドの前駆体溶液を塗布乾燥熱硬化させる、或いはポリイミドフィルムに銅メッキを施す方法などが知られ、何れの方法も実用化されている。
【０００３】
銅箔又は該銅箔とポリイミドフィルムとの積層体或いはポリイミドフィルムに銅メッキ層を形成した積層体は、通常円筒状紙管に長尺で巻き上げられて供給されるが、銅箔及びポリイミドフィルムの厚みが薄くなるにつれ、銅箔或いは銅箔積層体の巻芯領域での端面痕及び端面固定用粘着テープ痕が重大な問題となっている。
【０００４】
フレキシブルプリント基板やＴＡＢテープはいずれもそれぞれ加工過程でフォトリソ技術により配線を形成する。その一般的な加工工程はサブトラクティブ法と呼ばれ、（１）ロール状の銅箔積層体を所定の寸法に裁断し、（２）スルーホール孔を空け（３）スルーホールメッキし、（４）レジスト塗布し、（５）パターン露光した後に、（６）銅箔をエッチングして配線を形成する。この加工で端面痕や端面固定用粘着テープ痕があると、寸法ズレや配線形成の異常を引き起こし歩留まりを低下させる。また、銅箔積層体を形成する際には、銅箔はロール状で連続供給させるので、その巻芯領域での端面痕による押し痕変形を解消できず、同じく歩留まり低下を招く。銅箔積層体は通常一定の長さの５０ｍや１００ｍといった単位で供給される。例えば、巻芯の内径が６インチで製品長さが５０ｍの場合、巻芯部から５層程度の押し痕が発生したとしても約２．５ｍのロスとなり製品長に対して１０％の歩留まり低下となってしまう。また、銅箔積層体を製品化する際には配線加工歩留まりを低下させないように適度に柔らかく巻き付けるなどの作業を行うために巻きズレが発生し、さらに銅箔積層体の製造歩留まりを低下させることもある。
【０００５】
すなわち、フレキシブルプリント基板やＴＡＢテープの導体幅が微細化するにつれ、前記端面痕や粘着テープ痕が事実上製品の収率を左右する。この問題に対処するため、銅箔或いは銅箔積層体用円筒状巻芯の真円度或いは円筒度の精度向上や巻芯表面の平滑性を向上させるなど、更には端面を巻芯に固定する粘着テープ厚みを薄くするなどの対策が種々検討されている。
【０００６】
この様な状況に対して、ロール状記録用紙用紙管の分野では、０．２ｍｍ以上などの非常に厚い画像印刷用の記録紙の巻芯部に発生する端部段差を解消するのに、巻芯の外周に発泡スチレンシートを巻き付けたり、巻芯にスリットを設けたりしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−３１８９３０号公報（第２−６頁、第３図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれの方法においても薄い銅箔や銅箔積層体を巻き取る場合には、巻芯部で発生するわずかな歪みの圧縮応力でも影響を受けやすく端面痕を解消するには不十分であった。さらに、提案されている緩衝材では繰り返し使用ができないため、作業性低下に伴う生産性の低下が生じ工業的な価値は見出せなかった。
【０００９】
かかる状況に鑑み、本発明者らは薄い銅箔又は銅箔積層体を長尺で巻き上げて製品化しても、端面痕や粘着テープ痕を大幅に減少させる方法につき鋭意検討した結果、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち、本発明の課題は、薄い銅箔又は銅箔積層体をロール状に巻き取るための巻芯において、巻芯部の端面痕や粘着テープ痕を発生させず、高品位な巻き取り製品を得ることができ、かつ、作業性を向上して高い生産性を実現できる巻芯を提供することにある。
【００１１】
【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薄い銅箔又は銅箔積層体用巻芯は、円筒状芯材の表面に熱可塑性樹脂発泡体層を設けたことを特徴とするものからなる。
【００１２】
また、本発明に係る薄い銅箔又は銅箔積層体の巻き取り方法は、上記のような巻芯を用いて、該巻芯上に薄い銅箔又は銅箔積層体をロール状に巻き取ることを特徴とする方法からなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、詳細に説明する。
本発明における円筒状芯材は、通常紙又はプラスチック材料から成り、この円筒状芯材表面に熱可塑性樹脂発泡体を設け、例えば発泡体シートをスパイラル状に巻き付けて接着固定することにより形成される。
【００１４】
熱可塑性樹脂発泡体の緩衝能力としては、歪み２５％の圧縮応力（本発明における圧縮応力はＪＩＳ  Ｋ６７６７  ５．３によって得られる）において、３０〜２５０ｋＰａであることが好ましく、さらに好ましくは３５〜１００ｋＰａの範囲である。歪み２５％時での圧縮応力が３０ｋＰａよりも小さい、すなわち、凹み易いと、結局は銅箔や銅箔積層体の段差を吸収できず端面痕が残留しやすくなるため使用できない。また、歪み２５％時での圧縮応力が２５０ｋＰａを越える範囲にあると、緩衝能力が発揮されない硬さとなるためこれも使用できない。
【００１５】
発泡体を形成する熱可塑性樹脂は特に限定されないが、好ましくはポリスチレン、ポリエチレン或いはポリプロピレンなどから選択できる。特にポリエチレンやポリプロピレンはその発泡工程において電子線や化学的による架橋が施され、発泡体の中に形成される気泡構造が独立気泡形のものが好適である。また、緩衝能力の確保と作業性、生産性を維持、向上させるためには、熱可塑性樹脂の形状と見かけ密度、平均気泡径を適宜選択することが重要である。すなわち、熱可塑性樹脂発泡体の厚みおよび発泡倍率は使用される樹脂の特性によっても異なるが、厚みは０．３ｍｍ〜３ｍｍの範囲から選定され、通常０．５ｍｍ〜２．５ｍｍのものが使用される。また、発泡倍率は５〜４０倍のものから選択でき、好ましくは１０〜２０倍のものが使用される。熱可塑性樹脂発泡体層の見かけ密度としては、好ましくは０．０３〜０．２ｇｒ／ｃｍ３の範囲にあるものが使用される。たとえば、ポリエチレン樹脂発泡体で発泡倍率が１０〜２０倍のものは、見かけ密度（ＪＩＳ  Ｋ６７６７）が０．０４５〜０．１１ｇｒ／ｃｍ３の範囲にある。明確な効果が認められるのは、発泡体の気泡構造が独立気泡形のもので、みかけ平均気泡径（ＪＩＳ  Ｋ６４０２）がその発泡体のシート厚および発泡過程で長さ方向（ＭＤ）、横方向（ＴＤ）、厚み方向（ＺＤ）でそれぞれ異なるが、いずれも０．２〜０．７ｍｍのものである。
【００１６】
円筒状芯材にリボン状にスリット加工した所定の熱可塑性樹脂発泡体シートを直接巻き付け接着固定することによっても本発明の巻芯は作り得るが、巻き付け時の張力により発泡体シートの変形が大きく、生産性に劣る。したがって、熱可塑性樹脂発泡体シートに目付量５０ｇｒ／ｍ２程度の紙をラミネート加工したあと適度の幅（２０ｍｍ〜１５０ｍｍ）にスリットし、円筒状芯材に接着剤を用いてスパイラル状に巻き付け乾燥固定するのが良い。円筒状芯材が紙管である場合、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤が好ましく使用される。
【００１７】
円筒状芯材としては、たとえば長さ２〜３ｍのものを用い、熱可塑性樹脂発泡体シートをスパイラル状に巻き付け接着固定した後、目的に合わせた長さにカットして使用される。また、芯材の内径は通常３インチまたは６インチのものが使用されるが、これに限定されない。また、芯材の厚みは３〜１５ｍｍの範囲から選ばれるが、巻き上げる製品の長さ，重量、巻き上げ時の張力などによって選定する。
【００１８】
本発明における薄い銅箔又は銅箔積層体の銅箔とは、通常の電解銅箔並びに焼鈍していない圧延銅箔の場合で、銅箔厚みが通称１／２オンス即ち平均厚みが１８μｍ以下の場合に有効であり、焼鈍した圧延銅箔では通称１オンス即ち平均厚みが３５μｍ以下の場合に有効である。
【００１９】
本発明における銅箔積層体とは、銅箔、有機絶縁性フィルムからなる少なくとも２層以上の積層体であり、銅箔と有機絶縁性フィルムの層間に両者を接着する接着剤層があるものも含まれる。この積層体の有機絶縁性のフィルムとしては、特に限定されないが、好ましくはポリイミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、アラミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリ４フッ化エチレン等のプラスチックフィルムが使用される。また、エポキシ樹脂含浸ガラスクロス等の複合材料からなるフィルムを用いてもよい。これらの素材は混合して使用してもよく、複数のフィルムを積層して用いてもよい。本発明においては、有機絶縁性フィルムとしてポリイミドフィルムが特に好ましく用いられる。
【００２０】
中でも、一般にジアミンと酸無水物の加熱閉環により合成されるポリイミドフィルムが好ましく用いられる。用いられるジアミン成分としては、例えば、ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニル、４，４’−ジアミノ−２，２−ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル、２−トリフルオロメチル−１，４−フェニレンジアミン（２，５−ジアミノベンゾトリフルオライド）、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジクロロビフェニル、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルビフェニル、２，５−ジメチル−１，４−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（トリフルオロメトキシ）ビフェニル、２−メチル−１，４−フェニレンジアミン、２−クロロ−１，４−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメトキシビフェニル、４，４”−ジアミノターフェニル、４，４”’−ジアミノコーターフェニル、１，４−ジアミノベンズアニリド、２，５−ジアミノピリジン、２，７−ジアミノフルオレン、ｏ−トリジンスルホン、２，１０−ビス（４−アミノフェニル）アントラセン、１，５−ジアミノナフタレン、４’−ジアミノジフェニルエーテル（４，４’−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、４，４’−メチレンジアニリン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンなどが挙げられる。
【００２１】
また、酸無水物成分としては、例えば、ピロメリト酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ネフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物、オキシジフタール酸無水物、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などが挙げられる。これらのジアミン、酸無水物のうち、それぞれ２つまたはそれ以上のジアミン、酸無水物を用いてもよい。
【００２２】
有機絶縁性フィルムの厚みは特に限定されないが、好ましくは厚さ９〜１３３μｍであり、特に２５μｍ以下の場合に有効である。前述の様に押し痕に対しては厚みの影響が大きいが、ポリイミドフィルムの中では弾性率の低い材料であるほど、押し痕が顕著になる傾向があり、熱可塑性樹脂発泡体層を設けた巻き芯の効果はさらに発揮できる。
【００２３】
フィルムには必要に応じて、加水分解、コロナ放電、低温プラズマ、物理的粗面化、易接着コーティング処理等の表面処理をその片面または両面に施すこともできる。
【００２４】
銅箔と有機絶縁性フィルムとの積層体は、その構成を形成するのに公知の方法を用いることができる。すなわち、エポキシ系やアクリル系の接着剤を使用して銅箔と貼り合わせて作られる接着剤タイプ銅張積層板、めっき法、キャスティング法、ラミネーション法等のいずれか、もしくは複合して作られる無接着剤タイプ銅張積層板の製造方法から形成できる。
【００２５】
この銅箔積層体はその形状や製造方法、使用方法によってフレキシブルプリント基板やＴＡＢテープと呼ばれることになるが、フレキシブルプリント基板或いはＴＡＢテープの導体幅は狭幅化の一途を辿っており、使用される銅箔厚みは１２μｍ、９μｍ、さらに薄いものまでが適用されつつある。また、折り曲げ性の向上或いは狭スペース化のためにポリイミドフィルム厚みも２５μｍから１２．５μｍ、さらに９μｍへと益々薄型化が進んでおり、本発明は銅箔並びに銅箔積層体が薄いほど効果が高い。また、銅箔・ポリイミドフィルムとも弾性率が低いほど巻芯領域での押し痕が付きやすく、本発明の効果が高い。さらに、銅箔積層体の場合、片面板より両面板の方がより効果が大きい。
【００２６】
銅箔積層体は片面板すなわちポリイミドフィルムの片面のみに銅箔層のあるものに限らず、両面板即ち有機絶縁性フィルム、とくにポリイミドフィルムの両側に銅箔が積層形成されたものにも有効である。厚み構成や銅箔の材質すなわち電解銅箔・圧延銅箔の違い或いは焼鈍による銅箔の弾性率や伸び率の違いにもよるが、両面板の方が端面痕や粘着テープ痕が付きやすい傾向があり、熱可塑性樹脂発泡体層を設けた巻芯の使用効果は大きい。
【００２７】
銅箔積層体は、たとえばポリイミドフィルムと銅箔が積層していく過程や所定の寸法にスリットする工程および外観検査を行うなどの各工程で、ロール状に長尺に巻き上げて加工される。各工程で銅箔積層体をロール状に巻き上げる方法は、種々選択することができるが、少なくとも１組以上の水平または略垂直に配置された巻出し軸および巻き取り軸の巻出し軸にロール状積層体を固定し巻き取り軸に巻芯を固定し、その巻芯に両面粘着テープを貼りつけ巻出し軸に固定したロール状積層体の最外周を引き出し巻き取り軸の粘着テープの上に貼り付ける。この後、巻き取り時にたとえば５〜３００Ｎ／ｃｍ２の範囲の張力をかけながら巻き取り軸を回転させてロール状に長尺に巻き上げる。ここで、端面痕や粘着テープ痕は、スリット工程後の巻き上げから次の外観検査工程後のロールにおいて巻き姿を維持するためにある程度の張力（たとえば２０〜２００Ｎ／ｃｍ２）をかけるため残留しやすい傾向があり、熱可塑性樹脂発泡体層を設けた巻芯の使用効果は大きい。
【００２８】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、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、本実施例で使用したサンプルの作成方法とその評価方法について述べる。
【００２９】
（Ａ）ロール状銅箔積層体（接着剤タイプ銅張り積層板）の作成方法
エポキシ系の接着剤塗料を幅５０５ｍｍで厚みが１２μｍとなるように表１の厚み条件となるポリイミドフィルム（東レデュポン（株）製”カプトン”）上に各々塗布し、１００℃、１分および１６０℃で５分間の乾燥を行った積層体の上に表１の構成の銅箔（ジャパンエナジー（株）製；電解銅箔ＪＴＣまたは圧延銅箔ＢＨＹ−２２Ｂ−Ｔ）をそれぞれ８０〜１２０℃の範囲の適当な温度と圧力２ｋｇ／ｃｍ、速度１０ｍ／分の条件で５０〜２００ｍ長ラミネートし巻き取り、片面銅箔積層体の構成を形成した。両面銅箔積層体は、片面銅箔積層体のポリイミドフィルム側に前述と同様の要領で反対側と同じ種類の銅箔を貼り合わせて作成した。その後最終的に１４０〜１６０℃から適宜選択した温度で数時間接着剤の硬化を行ったロール状の銅箔積層体を作成した。
【００３０】
（Ｂ）巻芯部端面または粘着テープ痕の残留性評価
準備したロール状の銅箔積層体を、表１に示す実施例および比較例の構成にあたる円筒状巻芯に、断面積当たりの巻き取り張力が７０Ｎ／ｃｍ２  で１０ｍ／分の条件で巻き取ったロールを作成した。そのロールを２４時間、温度２３℃、湿度４０〜６０％ＲＨの条件で保管した後、ロール表層から順に別の巻芯に巻き換えて巻芯部の端面痕と粘着テープがどれだけの長さ残留しているか観察し、ロール全長に対する写り残留率として計算した。
【００３１】
（Ｃ）繰り返し作業性の評価
（Ｂ）の操作を同一の巻芯で１５回繰り返し、残留率が第１回目の残留率から５％大きく変化するまでの回数を評価した。具体的には、例えば、５０ｍ長さの第１回目の残留率が４％の場合、１５回繰り返すうちに残留率が４．５ｍすなわち９％（４％＋５％）を越えた時の回数が該当する。
【００３２】
実施例１〜７、比較例１
表１に用いたサンプルとその評価結果をまとめて記した。表１から本発明によって得られる巻芯は、巻き始め部分近傍の端面痕や粘着テープ痕がほとんど生じなかった。歪み２５％時の圧縮応力の小さい実施例７でも、端面痕の段差を数回は吸収できた。ただし、変形部の応力を巻き芯表面の緩衝体が回復できず、繰り返し作業性は実施例の中では低位であった。実施例の中で、特に実施例４および実施例６の巻芯は繰り返し作業性評価では変形が認められず、実際に使用した結果では数十回の使用後も残留率が低下していなかった。
【００３３】
一方、巻芯の表面に熱可塑性樹脂発泡体のない比較例１は、端面痕の残留率がすでに１０％以上だった。
【００３４】
【表１】
2004307084.tif 000002
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、巻芯部の端面痕や芯止めの粘着テープ痕による写りを解消し高品位な薄い銅箔および銅箔積層体を提供することができる。かつ、本発明の巻芯は数十回以上に及ぶ繰り返し使用に耐えることができるので、作業性、生産性が向上でき、歩留まり良く、薄い銅箔および銅箔積層体の巻き取りを行うことができる。