(57)【要約】【課題】本発明の目的は、接着剤を使用せずに、しわ（皺）のないフレキシブル銅張積層板を１工程で製造できるフレキシブル銅張積層板の製造製法を提供することにある。【解決手段】一対の金属製加圧ロール１ａ、１ｂは帯状のポリイミド樹脂フィルム３１の上下両面にそれぞれ帯状の銅箔２１、２２を重ね合わせて加熱押圧する。銅箔２１、２２は樹脂フィルム３１の熱溶着により樹脂フィルム３１へ溶着される。金属製加圧ロール１ａ、１ｂの入側に、下側銅箔２２を案内して樹脂フィルム３１に重ね合わせる下側ガイドロール群８ｂ、９ｂと上側銅箔２１を案内して樹脂フィルム３１に重ね合わせる上側ガイドロール群８ａ、９ａを配置し、両ガイドロール群及び加熱炉によって樹脂フィルム３１と上下銅箔２１，２２を予熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミド樹脂をベースとしたフィルムの表裏を、それぞれ第１の銅箔と第２の銅箔とで挟み、セラミック被覆を施した金属製の第１の加圧ロールと、セラミック被覆を施した金属製の第２の加圧ロールとにより、前記第１の銅箔と前記第２の銅箔の外側から加熱押圧して前記フィルムを熱溶融させ、このフィルムと前記第１の銅箔と第２の銅箔とを一体化結合したことを特徴とする、高温ラミネートロールプレス法によるフレキシブル銅張積層板の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記ベースフィルムと前記下側銅箔とを重ね合わせて第１の合体物を形成後、これに前記上側銅箔を重ね合わせた状態で第２の合体物を形成し、前記第１の加圧ロールと前記第２の加圧ロールとの間に前記第２の合体物を送り込み、ここで同時に加熱、加圧する製造工程であって、この工程を予備加熱室中で行うロール温度が３００〜４００℃の高温ラミネートロールプレス法によるフレキシブル銅張積層板の製造方法。
【請求項３】
請求項１において、前記ベースフィルムと前記下側銅箔とを重ね合わせて第１の合体物を形成後、前記上側銅箔を前記第１の加圧ロールと前記第２の加圧ロールとの間に送り込み、ここで前記第１の合体物と前記上側銅箔とを同時に加熱、加圧する製造工程であって、この工程を予備加熱室中で行うロール温度が３００〜４００℃の高温ラミネートロールプレス法によるフレキシブル銅張積層板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器、通信機器等にプリント基板として用いられるフレキシブル銅張積層板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器、通信機器等に使用されるフレキシブルプリント基板を構成するためのフレキシブル銅張積層板（ＣＣＬ）には、そのベースフィルム材料として、耐熱性に優れた帯状のポリイミド樹脂が採用されており、張り付けられる銅箔の形成状態により片面タイプ、両面タイプ、多層タイプがある。
【０００３】
片面タイプはベースフィルムの片面に銅箔を形成したもの、両面タイプはベースフィルムの両面に銅箔を形成したものであり、多層タイプは両面タイプまたは片面タイプのものを所定の層数に積み上げたものである。
【０００４】
ベースフィルムに銅箔を形成するには、エポキシ系やアクリル系の接着剤をベースフィルムに塗布し、銅箔を重ねて硬化させる方式が従来から採用されおり、この方式はベースフィルム＋接着剤＋銅箔の３層で形成されるので、３層ＣＣＬと呼ばれている。
【０００５】
図５に両面タイプ３層ＣＣＬの断面図を示す。２１は上側銅箔、２２は下側銅箔、３１はベースフィルム、６０は第１の接着剤、６１は第２の接着剤である。図示したように、それぞれの厚さの一例は２０μｍ前後で、積層厚さは約１００μｍ程度である。
【０００６】
接着剤を用いずポリイミド樹脂のベースフィルムを高温で溶融させ，これに銅箔を熱融着させる方式があり、ベースフィルム＋銅箔の２層で形成されるので、これは２層ＣＣＬと呼ばれている。図４に両面タイプ２層ＣＣＬの断面図を示す。２１は上側銅箔、２２は下側銅箔、３１はベースフィルムである。両面タイプ２層ＣＣＬは接着剤を用いていないので薄くなり、積層厚さが６１μｍ程になり、図５に示す４両面タイプ３層ＣＣＬの６０％に薄膜化できる。
【０００７】
現在では、携帯電話の高画質カラー液晶化に伴う情報量の増加等により、薄膜多層化の要求や、自動車部品等への活用範囲拡大から耐熱性強化の要求があり、３層ＣＣＬに比べて薄膜化及び耐熱性強化できる２層ＣＣＬの需要が増加している。さらに２層ＣＣＬは、優れた寸法安定性や微細パターンを形成しやすい利点を有している。
【０００８】
２層ＣＣＬの製造方法としては、めっき法、キャスト法、ラミネート法等があり、これらの内、採用事例の多いキャスト法とラミネート法について長所、短所を比較すると、下記のとおりである。
【０００９】
キャスト法は下記の特許文献１に示されるように、銅箔の上に液状のポリイミド樹脂を塗布し、ヒータにより銅箔上で乾燥硬化させて片面ＣＣＬを製造しておき、そして３５０〜４００℃の高温ラミネートロールで銅箔を張り合わせて両面ＣＣＬを製造する方式である。長所としては、片面ＣＣＬの製造が容易で、張り合わせる片面ＣＣＬと銅箔の熱膨張率がほぼ等しいことから、しわのない両面ＣＣＬが比較的容易に得られる点である。短所としては、両面タイプを製造する際に、片面タイプを製造した後に銅箔を張り合わせるので工程が多くなり、素材から連続して製造できないことである。
【００１０】
現在、実用されている設備を用いたラミネート製法としては、ベルト温度が３００〜４００℃のダブルベルトプレス法、ロール温度が３００℃以下の低温ラミネートプレス法に大別される。ダブルベルトプレス法では、銅箔とベースフィルム材料のポリイミドフィルムを２本のスチールベルトに挟み、３００〜４００℃の高温、高圧でプレスすることにより、接着剤なしでＣＣＬを製造することができる。
【００１１】
ダブルベルトプレス法は、一度にポリイミドフィルムの両面に銅箔を張り合わせることができるため、製造工程が少ない利点がある。また、加圧しながら連続的に加熱、冷却が可能なため、材料の噛み込み時、及び開放時の急速な温度変化によるしわ発生を防止できる、等の長所を有している。
【００１２】
ダブルベルトプレス法の短所としては、ランニングコスト、メンテナンス費用が高価で、装置が大掛かりとなることである。加圧部のベルトは、鋼帯の継ぎ目なしエンドレスベルト（継ぎ目溶接研磨品）でコスト高となり、ベルトが傷ついたときは交換が必要である。また、ベルト加圧油のシール部は常に高温で摺動するため消耗が激しく、高価なパッキン交換を短い周期で行う必要がある。さらに、加圧部は高温油で印加しているため、油冷却装置が必要で、加圧油のシール部から漏出するミストを回収処理する装置も必要となる。
【００１３】
低温ラミネートプレス法は、金属ロールとゴムロールとの間で、接着剤を塗布したポリイミドフィルムと銅箔とを張り合わせることによりＣＣＬを製造するものであり、ロール温度が３００℃以下の、接着剤を使用した３層ＣＣＬの製造に採用されている。低温ラミネートプレス法の長所としては、ゴムロールによる加圧のため、高精度のロールたわみ制御が不要で、材料に均等荷重を与えられる点がある。また、短所としては、ゴムロールの劣化、磨耗に対し短期間での補修が必要、接着剤の塗布工程が必要であり、また、２層ＣＣＬが製造できない点も挙げられる。
【００１４】
【特許文献１】特許第２６５２３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来技術のキャスト法は、銅箔の上に液状のポリイミド樹脂を塗布してヒータにより銅箔上で乾燥硬化させて片面ＣＣＬを作成しておき、３００〜４００℃の高温ラミネートロールで２枚の銅箔を張り合わせて両面ＣＣＬを製造している。このため、両面タイプは、片面タイプを作成した後に銅箔を張り合わせているので工程が多くなり、それに連続製造できないという問題点を有する。
【００１６】
本発明の目的は、接着剤を使用せずに、しわ（皺）のないフレキシブル銅張積層板を１工程で製造できるフレキシブル銅張積層板の製造製法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の特徴とするところは、帯状のポリイミド樹脂フィルムの上下両面にそれぞれ帯状の銅箔を重ね合わせて加熱押圧する一対の金属製加圧ロールの入側に、下側銅箔を案内して樹脂フィルムに重ね合わせる下側ガイドロール群と上側銅箔を案内して樹脂フィルムに重ね合わせる上側ガイドロール群を配置し、両ガイドロール群によって樹脂フィルムと上下銅箔を予熱するようにしたことにある。
【００１８】
本発明において、一対の金属製加圧ロールとしてはセラミック被覆が施されているロールあるいは超硬ロールが用いられる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、一対の金属製加圧ロールの入側に下側銅箔を案内して樹脂フィルムに重ね合わせる下側ガイドロール群と上側銅箔を案内して樹脂フィルムに重ね合わせる上側ガイドロール群を配置し、両ガイドロール群によって樹脂フィルムと上下銅箔を予熱するようにしている。したがって、接着剤を使用せずに、しわ（皺）のないフレキシブル積層板を１工程で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
帯状のポリイミド樹脂フィルムの上下両面にそれぞれ帯状の銅箔を重ね合わせて一対の金属製加圧ロールにより加熱押圧する。一対の金属製加圧ロールはセラミック被覆が施されている。両面の銅箔は樹脂フィルムの熱溶融によりされ樹脂フィルムに加熱圧着される。一対の金属製加圧ロールの入側に下側銅箔を案内して樹脂フィルムに重ね合わせる下側ガイドロール群と上側銅箔を案内して前記樹脂フィルムに重ね合わせる上側ガイドロール群を配置する。下側と上側の両ガイドロール群は、一方が先に銅箔を樹脂フィルムに重ね合わせ、他方はその後に銅箔を樹脂フィルムに重ね合わせる。下側と上側の両ガイドロール群は樹脂フィルムと上下銅箔を予熱する。
【実施例１】
【００２１】
図１に本発明の第１の実施例を示す。図１は接着剤を用いないでポリイミド樹脂フィルムの両面に銅箔をラミネートするフレキシブル銅張積層板の製造装置を示している。
【００２２】
図１において、１ａ、１ｂは上側と下側の一対の金属製加圧ロールで、加圧ロール１ａ、１ｂは図２に示すようにセラミック被覆が施されている。図２は拡大断面図で、加圧ロール１ａ、１ｂの母材金属表面に、硬化肉盛溶接または焼き入れ硬化処理を組み合わせることにより一次硬化層１０を形成後、その上に表面セラミック溶射層１１を施している。２ａは上側の銅箔２１が巻回された巻出機、２ｂは下側の銅箔２２が巻回された巻出機、３はポリイミド樹脂フィルム３１が巻回された巻出機で、４は製造した両面タイプ２層ＣＣＬ５を巻取る巻取機である。
【００２３】
７は樹脂フィルム３１の送り用ガイドロール、８ａは上側銅箔２１の送り用の第１上側ガイドロール、９ａは上側銅箔２１用の第２上側ガイドロールで、ガイドロール８ａ、９ａで上側ガイドロール群を構成する。８ｂは下側銅箔２２の送り用の第１下側ガイドロール、９ｂは下側銅箔２２用の第２下側ガイドロールで、ガイドロール８ｂ、９ｂで下側ガイドロール群を構成する。
【００２４】
上側ガイドロール８ａ、９ａと下側ガイドロール８ｂ、９ｂは加圧ロール１ａ、１ｂの入側に配置されている。加圧ロール１ａ、１ｂ、上側ガイドロール８ａ、９ａおよび下側ガイドロール８ｂ、９ｂは加熱炉６内に収納されている。加熱炉６内は例えば２００〜４００℃程度で、銅箔の酸化防止のために窒素雰囲気になっている。加圧ロール１ａ、１ｂとガイドロール８ａ、９ａ、８ｂ、９ｂは、例えば、３００〜４００℃程度に加熱されている。
【００２５】
この構成において、２個の金属製加圧ロール１ａ、１ｂとガイドロール８ａ、９ａ、
８ｂ、９ｂは３００〜４００℃に加熱保持されている。巻出機２ｂから供給される銅箔２２は下側ガイドロール８ｂ、９ｂを介してポリイミド樹脂フィルム３１の下面と重ね合わされる。下側と上側の両ガイドロール群は下側が先に銅箔２２を樹脂フィルム３１に重ね合わせ、上側はその後に銅箔２１を樹脂フィルム３１に重ね合わせるようにしている。この方法は、補強材無しの半溶融状態のポリイミドフィルムを延伸させないで、低張力でしわ無く搬送する為には、非常に有効な手段である。
【００２６】
銅箔２２と樹脂フィルム３１は下側ガイドロール８ｂ、９ｂにより予熱される。また、巻出機２ａから供給される銅箔２１は上側ガイドロール８ａ、９ａを介してポリイミド樹脂フィルム３１の上面と重ね合わされる。銅箔２１と樹脂フィルム３１は上側ガイドロール８ａ、９ａにより予熱される。
【００２７】
上側銅箔２１、樹脂フィルム３１、下側銅箔２２は重ね合わされて加圧ロール１ａ、１ｂに移送され加熱、加圧される。したがって、樹脂フィルム３１の両面にそれぞれ銅箔２１と銅箔２２が熱融着され、両面タイプ２層ＣＣＬ５が形成される。
【００２８】
加圧ロール１ａ、１ｂは、その滑らかに仕上げられた表面に、セラミックを溶射結合したものである。金属表面だけの場合には、高温、高圧の状態で銅箔２１，２２がロール表面に密着し、ロール表面に銅箔の一部が取られ、ロール表面に凹凸傷が形成されやすくなる。製造上の問題のみならず、製品の外観品質不良発生の問題がある。また、ロール表面の硬化処理として硬質クロムめっきを施した場合には、クロムが材料（銅箔）に転写されルことになる。
【００２９】
本発明では、加圧ロール１ａ、１ｂの表面にセラミック被覆を施しており、加圧ロール１ａ、１ｂの母材金属表面に、硬化肉盛溶接または焼き入れ硬化処理を組み合わせることにより一次硬化層１０を形成後、その上に表面セラミック溶射層１１を施している。
【００３０】
低温ラミネートプレス法に採用されているゴムロールは、接着剤を用いてゴム板を金属ロールに貼り合わせたものであり、ポリイミドの融点を越える３００〜４００℃の高温下では、ゴムの熱劣化が激しく使用できない状況にある。
【００３１】
一方、高温下での使用に耐え得る加圧ロールとしては、上記特許文献１に示されるように、金属製ロールの外周にセラミック被覆を施したものがある。このような加圧ロールを使用している熱融着方式は、上述したキャスト法であり、一度銅箔の片面に液状のポリイミド樹脂を塗布し、ヒータにより銅箔上で乾燥硬化させ、片面のみの銅張積層板を製造、乾燥硬化しておき、そしてポリイミドフィルム側に別の銅箔を重ね、３００〜４００℃の高温下にてセラミック被覆加圧ロールを用いて熱溶融して張り合わせ、両面タイプ２層ＣＣＬを製造するものであり、２工程で製造している。
【００３２】
したがって、本発明によれば、ダブルベルトプレス法と比べ、安い設備費、安いメンテナンス費用で済むとともに、両面タイプ２層フレキシブル銅張積層板を安価に連続的に製造できる利点がある。
【００３３】
さて、一対の加圧ロール１ａ、１ｂでポリイミド樹脂フィルム３１の両面に銅箔を同時に重ね合わせると、材料の物性値例えばヤング率、熱伝導率の違いにより、同時に重ね合わせて加熱、加圧するとしわ（皺）が生じ易くなる。
【００３４】
本発明は加熱炉内の下側ガイドロール８ｂ、９ｂにより銅箔２２と樹脂フィルム３１を予熱し、上側ガイドロール８ａ、９ａにより銅箔２１と樹脂フィルム３１を予熱している。
【実施例２】
【００３５】
図３に本発明の第２の実施例を示す。実施例１と異なるところは下側銅箔２２とポリイミド樹脂フィルム３１を重ね合わせ、上側銅箔２１を加圧ロール１ａ、１ｂで加熱、加圧しながら重ね合わせるようにしたことである。
【００３６】
実施例２においても実施例１と同様にしわの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明における加圧ロールの一例を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す構成図である。
【図４】両面タイプ２層ＣＣＬの断面図である。
【図５】両面タイプ３層ＣＣＬの断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ａ、１ｂ…加圧ロール、２ａ、２ｂ…巻出機、３…樹脂フィルム巻出機、４…巻取機、５…両面タイプ２層ＣＣＬ、６…加熱炉、８ａ，９ａ…上側ガイドロール、８ｂ，９ｂ…下側ガイドロール、２１…上側銅箔、２２…下側銅箔、３１…ポリイミド樹脂フィルム。
【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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