(57)【要約】  【課題】より安価で寸法変化率および外観品質に優れたフレキシブル金属積層板の製造方法を提供することである。  【解決手段】２種以上の積層材料を加圧加熱成形装置により貼り合わせてなる積層板の製造方法であって、前記装置の加圧面と積層材料との間に５０μｍ以下の厚みの保護材料を介し加圧加熱成形を行うことを特徴とするフレキシブル金属積層板の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種以上の積層材料を加圧加熱成形装置により貼り合わせてなる積層板の製造方法であって、前記装置の加圧面と積層材料との間に５０μｍ以下の厚みの保護材料を介し加圧加熱成形を行うことを特徴とするフレキシブル金属積層板の製造方法。
【請求項２】
前記保護材料の酸素透過率が１０ｍｌ／ｍ2／ａｔｍ／２４ｈｒ以下である請求項１記載のフレキシブル金属積層板の製造方法。
【請求項３】
前記保護材料の弾性率が８〜２０ＧＰａである請求項１記載のフレキシブル金属積層板の製造方法。
【請求項４】
前記保護材料の線膨張係数が２０ｐｐｍ／℃以下である請求項１記載のフレキシブル金属積層板の製造方法。
【請求項５】
保護材料がアラミドフィルムである請求項１記載のフレキシブル金属積層板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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する。特には、電子電気機器等に用いられるフレキシブル金属積層板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子電気機器印刷回路基板に用いられる積層板の代表例として、フレキシブルプリント配線板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ、以下ＦＰＣと略す）が挙げられる。
【０００３】
フレキシブルプリント配線板に使用されるフレキシブル金属積層体である銅張りポリイミドフィルム（以下ＣＣＬと略す）には、銅箔、ポリイミドベースフィルム、エポキシ系熱硬化型接着剤の３つの材料で構成される安価な３層タイプと、接着剤層を有しない２層タイプ、さらにはポリイミドベースフィルムと同質のポリイミド系接着剤を有した３層タイプ（以下擬似２層という）のものがある。
【０００４】
２層タイプ及び擬似２層タイプの製造は、接着剤を使用しないでポリイミドフィルムにほぼ直接銅をメッキしたり（メッキ２層ＣＣＬ）、銅箔にポリアミック酸を塗布乾燥し、イミド化することでポリイミドフィルムを用いることなくポリイミド層を形成したり（キャスト２層ＣＣＬ）、熱圧着性のポリイミド層を表面に形成したポリイミドフィルムを銅箔とラミネートする（ラミネート２層ＣＣＬ（疑似２層タイプ））等によって行なわれることが知られている。
【０００５】
ラミネート２層ＣＣＬのラミネート製造方法は、これまでいくつかの方法が提案されている。例えば、加熱加圧成形装置として真空プレス機等を用いてポリイミドフィルムと金属箔との間にポリイミド接着剤をサンドイッチ状に接合する方法がある（例えば、特許文献１参照）が、この方法では長尺品を得ることが不可能であり、ポリイミドフィルムの種類によっては、接着力が低く目標性能が得られないという問題がある。一方、熱ロールラミネート装置を用いて連続的に加熱加圧成形を行う方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この方法においては２００℃以上での加熱加圧成形時に生じるシワ等の外観不良を防止するため、加圧面と積層材料の間に保護材料を介して加圧加熱成形を行うことが示されており、保護材料としては７５μｍ以上の厚みを有するポリイミドフィルムが好適であると示されている。しかし、厚みの大きい保護材料を使用すると高温加熱ロールと積層材料の熱伝導の妨げとなり、加熱加圧成形温度を未使用時に比べて高くしなければならない。高い温度での加熱加圧成形は、低い温度での成形に比べ寸法変化率が大きくなってしまう。また、生産速度をあげることの障害ともなり生産性向上および生産コストの低下が困難である。また、保護材料を使用しないとより低温でかつ安価に製造できるが、シワや銅箔の焼け等の外観不良が発生する。
【特許文献１】米国特許第４５４３２９５号明細書
【特許文献２】特開平１３−１２９９１８号公報（第３、４頁、１８段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
よって、本発明の目的はより安価で寸法変化率および外観品質に優れたフレキシブル金属積層板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、２種以上の積層材料を加圧加熱成形装置により貼り合わせてなる積層板の製造方法であって、前記装置の加圧面と積層材料との間に５０μｍ以下の厚みの保護材料を介し加圧加熱成形を行うことを特徴とするフレキシブル金属積層板の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるフレキシブル金属積層板の製造方法を用いることによって、シワ等の外観不良になりやすい高温でのラミネートの場合においても、外観良好でかつ低温での加熱加圧成形が可能となるため、寸法変化率に優れた積層板を安価に得ることができる。従って本発明は、特に電子電気機器用のフレキシブル金属積層板として好適な材料を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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、主として電子電気機器用のフレキシブル積層板として用いられるものである。
【００１０】
本発明に用いられる積層材料としては特に限定されないが、２種以上の積層材料、より好ましくは熱圧着性を有する積層材料、および熱圧着性を有さない積層材料が好適に用いられる。
【００１１】
熱圧着性を有する積層材料としては、熱可塑性ポリイミドフィルム、熱可塑性ポリエーテルフィルム、熱可塑性ポリアミドイミドフィルム、熱可塑性ポリエステルイミドフィルムまたは耐熱性フィルムから選ばれるフィルム上の、片面又は両面に熱圧着性樹脂が予め形成されたものが挙げられる。
【００１２】
ここで、耐熱性フィルムとは、２００℃以上のガラス転移温度または分解温度を有するフィルムであり、芳香族ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、液晶ポリマフィルム等が好ましい。またフィルムの厚みは５〜２００μｍが好ましい。さらに、耐熱性フィルムの表面には、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施すことができる。熱圧着性樹脂とは、溶剤可溶型ポリイミド系組成物、シリコーンジアミン含有ポリイミド系組成物、熱可塑性ポリイミド系組成物等のポリイミド系接着剤組成物や、ポリアミドイミド系組成物、エポキシ系組成物あるいはそれらを混合させたハイブリッド系組成物などが例示できる。さらに、各種特性の向上のために熱圧着性樹脂には種々の添加剤が配合されていても構わない。
【００１３】
ここで、電子回路材料で用いられる熱圧着性を有する積層材料としては、高い耐熱性を有することが必要であり、耐熱性フィルムとしてポリイミドフィルムを、熱圧着性樹脂として熱可塑性ポリイミドを用い、それらを積層した多層ポリイミドフィルムがよく用いられる。この多層ポリイミドフィルムの製造方法は特に限定されないが、数種類の層を一括に製膜する多層押出し製膜法や耐熱フィルム上に他の層を順次形成するコーティング法が挙げられる。また、コーティング方式としては、グラビアコータ、コンマコータ、リバースコータ、バーコータ、スリットダイコータなど塗布材料の物性に合わせた様々な方法を用いることができる。
【００１４】
熱圧着性を有さない積層材料としては、上記記載の耐熱性フィルム、金属箔等が挙げられるが、フレキシブル積層板用としては銅箔が好ましい。銅箔とは、一般的に圧延銅箔、電解銅箔、特殊電解銅箔及び粗面のプロファイルが小さい種類の銅箔等を用いることができ、その厚みは５〜７０μｍのものを使用することができる。また、銅箔表面は酸化を防止するために酸化防止層を有することが一般的である。
【００１５】
本発明で用いる加圧加熱成形装置は、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限定されず、例えば、単動プレス装置、多段プレス装置、真空プレス装置、多段真空プレス装置、オートクレーブ装置、熱ロールラミネート機、ダブルベルトプレス機等が挙げられ、これらのうち熱ロールラミネート機が好ましく用いられ得る。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限定されず、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、熱圧着性を有する積層材料として、それに応じたＴｇ、つまり２４０℃以上のＴｇを有することが必要である。従って、加熱温度としてはそのＴｇ以上が好ましく、この場合、２４０℃以上が好ましい。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限定されず、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。また、連続的な加熱加圧成形を可能とする装置として、巻き出し軸、巻き取り軸、張力制御装置、ライン調整装置（ＥＰＣ）など、さらには電子回路材料としての品質を維持する為のクリーン化設備として、粘着ロール、静電気除去装置、クリーンブースなど必要に応じて用いることができる。
【００１６】
本発明で用いる保護材料の厚みは５０μｍ以下が好ましい。厚みが５０μｍより厚いと、成形温度がより高温とならざるを得ず、ＣＣＬの寸法変化率が大きくなってしまう。ＣＣＬの寸法変化率は、各積層材料の線膨張係数と加熱成形温度により決定され、寸法変化率を小さくするためには、各積層材料の線膨張係数差を小さくすることが必要である。各積層材料の線膨張係数が各々等しい材料であれば、寸法変化率はゼロに近い値となることは良く知られている。しかし、実際には線膨張係数の等しい材料を積層することばかりではなく、異なる材料を積層することが多い。その場合は、できる限り各材料間の熱膨張による寸法変化の差を小さくするために、より低温で加工することが好まれる。本発明は、５０μｍ以下の保護材料を用いることにより、加熱加圧装置の加熱部材と被積層体の熱伝導効率を高め、より低温での加熱加圧成形が可能となり、良好な寸法変化率のＣＣＬを得ることができる。ここで、より好ましくは２５μｍ以下である。さらに好ましくは１５μｍ以下である。また保護材料の厚みが大きくなると、保護材料の価格が高くなり製品コストが上がってしまう。
【００１７】
本発明で用いる保護材料は加工時の温度に耐えることも必要であり、例えば２００℃以上で加工する場合は、それ以上の耐熱性を有するアラミドフィルム、ポリイミドフィルム、金属箔等が有効である。さらに金属箔の酸化防止効果、搬送性の点で、アラミドフィルムが特に好ましい。
【００１８】
上記のような薄い保護材料を用いると酸素透過率が大きくなることがあり、銅箔の酸化を引き起こす可能性がある。この場合、保護材料の酸素透過率は１０ｍｌ／ｍ2／ａｔｍ／２４ｈｒ以下であることが好ましい。１０ｍｌ／ｍ2／ａｔｍ／２４ｈｒより大きい場合、防酸化処理を施していないか処理の弱い金属箔を用いることが困難となり、ラミネート後、製品が室温まで冷却される間に酸素の透過が起こり、金属箔の酸化の原因となり、保護材料としての役目を果たさなくなってしまう。より好ましくは５ｍｌ／ｍ2／ａｔｍ／２４ｈｒ以下である。
【００１９】
保護材料の弾性率は８〜２０ＧＰａが好ましい。８ＧＰａより小さい場合、フィルムにこしが無く、ハンドリング性が悪化してしまい、さらには製品の寸法変化率が大きくなってしまう。また、２０ＧＰａより大きい場合、加圧部材の傷や加圧部材に付着している塵などが製品に転写してしまい、保護材料のクッションとして役目を果たさなくなってしまう。より好ましくは１０〜１５ＧＰａである。
【００２０】
保護材料の線膨張係数は２０ｐｐｍ／℃以下が好ましい。なお、本発明における線膨張係数は、５０〜２００℃における温度で確認することが好ましい。２０ｐｐｍ／℃より大きいと加熱加圧時の熱により膨張し、製品のシワの原因となってしまう。より好ましくは１０ｐｐｍ／℃以下である。ただし、保護材料は上記条件を満足し、製品外観にシワ、打痕などが見られず、室温で製品から剥離することができ、リサイクル可能であれば、それ以外は特に限定されるものではない。
【００２１】
また、保護材料は剥離性、密着性、走行性などの調整の為、様々な表面処理を施すことも限定されるものではない。例えば、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、離型剤コーティング処理等が挙げられる。ここで、ＣＣＬ製造コストを考慮すると、保護材料としてはより安価で、より多くの回数リサイクル可能であることが好ましい。保護材料コストとしては、材質や収率などに影響するが、一般的にはより薄いフィルムの方がｍ2あたりの原料が少なくて済むので、安価に製造できる。つまり、より薄いフィルムを有効にリサイクルすることが重要である。
【実施例】
【００２２】
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物性値の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。
【００２３】
保護材料各物性値の測定方法
Ａ．厚み
室温の厚みを示し、ニコン（株）製接触式デジタルマイクロメータＭＦＣ−１０１を用いて測定したものである。
Ｂ．酸素透過率
ＡＳＴＭ  Ｄ１４３４に準拠し、２０℃、相対湿度65%の条件下で測定したものである。
Ｃ．弾性率
室温の弾性率を示し、ＡＳＴＭ  Ｄ−８８２に準じて測定したものである。
Ｄ．線膨張係数
理学電機（株）製ＴＭＡ８１４０により窒素下で１０℃／ｍｉｎの昇温速度で５０〜２００℃の値を測定したものである。
【００２４】
ＣＣＬの作成方法および特性評価方法
Ａ．ＣＣＬの作成方法
ここでは，熱ロールラミネート装置を用いた、両面ＣＣＬの作成方法を説明する。
図１のように２５μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム（宇部興産（株）製ユーピレックス２５ＶＴ）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両面ＣＣＬを作成した。ここで、保護材料及び加熱加圧条件は実施例および比較例に示す通りである。また図１に示した矢印は、保護材やフィルム、銅箔の進行方向を表している。
Ｂ．寸法変化率評価方法
ＪＩＳ  Ｃ６４８１に基づいて、積層板に４つの穴を開け、それぞれの距離を測定（測定値１）する。次にエッチングを行い、銅箔を両面とも除去した後に、２０℃/６０％ＲＨの恒温恒湿器に２４時間放置し、エッチング前と同様に、４つの穴のそれぞれの距離を測定（測定値２）して次式により寸法変化率を求めた。
【００２５】
寸法変化率[％]＝[（測定値２−測定値１）／測定値１]×１００
Ｃ．接着力評価方法
エッチングにより２ｍｍ幅の銅箔パターンを作成し、テンシロン（オリエンテック（株）製、ＵＴＭ−１１−５ＨＲ型）を用いて２ｍｍ幅の銅箔を９０度方向に引き剥がした場合の強度を測定する（引張速度：５０ｍｍ／分）。
【００２６】
実施例１〜９
上記ＣＣＬの作成方法において、それぞれ表１中の実施例に示す保護材料、加熱加圧成形条件を用いた。その結果、ラミネートによるシワ、高温による銅箔焼けなどの外観上の欠点が無く、寸法変化率も±０．０５以内である優れたＣＣＬを得ることが出来た。さらに、巻き取り後の保護材料の外観は、使用前と同等であり、リサイクル可能であった。
【００２７】
比較例１〜５
上記ＣＣＬの作成方法において、それぞれ表２中の比較例１〜５に示す保護材料、加熱加圧成形条件を用いた。その結果、ラミネートによるシワ、高温による銅箔焼けなどの外観上の欠点が発生したり、寸法変化率も大きなＣＣＬとなってしまった。
【００２８】
【表１】
2005280153.tif 000002
【００２９】
【表２】
2005280153.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】２層ＣＣＬを製造するラミネート装置を示した図。
【符号の説明】
【００３１】
１  銅箔巻出
２  熱可塑性ポリイミドフィルム巻出
３  保護材料巻出
４  保護材料巻取
５  製品巻取
６  ラミネートロール
７  保護材料剥離ロール
【図１】
2005280153.tif 000004