(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅箔と、該銅箔の熱膨張係数と同等またはそれ以下の熱膨張係数を有するポリイミドフィルムとが接着剤を介して積層された銅張り積層体の製造方法において、ポリイミドフィルムを接着剤を介して銅箔とラミネーションするに際し、ラミネーション前にポリイミドフィルムをロールに０．９秒以上接触させた後にラミネーションさせ、ラミネーション時の銅箔側ロールとフィルム側ロールを同温度に設定することを特徴とする、下記式で示される寸法変化率が±０．０４％以下である銅張り積層体の製造方法。
寸法変化率（％）＝［（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ０］×１００
ここで、Ｌ０は銅張り積層体を２５℃、６０％ＲＨ条件で４８時間調湿した後に測定した寸法、Ｌ１は、その後銅箔をエッチング除去した後２５℃、６０％ＲＨ条件で４８時間調湿した後測定した寸法である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅張り積層体の製造方法に関し、さらに詳しくはフレキシブルプリント配線板や半導体パッケージ等、ＩＣチップ等の電子部品実装用の基板として好適に用いることのできる寸法安定性に優れた銅張り積層体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリイミドフィルムと接着剤及び銅箔の三層からなる銅張り積層体は、ポリイミドフィルムに接着剤を塗布してこれに銅箔を積層、あるいはポリイミドフィルムに接着シートを重ね、これに銅箔を積層して熱圧着等のラミネーションを行い一体化させ、その後加熱により接着層を硬化させて作成されている。
【０００３】
こうして得られた銅張り積層体は、電子部品実装用の基板として使用され、用途上高い寸法安定性が求められている。
【０００４】
銅張り積層体において高い寸法安定性を得るには、熱圧着等のラミネーション時にポリイミドフィルムと銅箔との熱挙動を近似させる必要がある。ラミネーション時では、ポリイミドフィルムと銅箔を接着層を介して、加熱されたロール間でニップされて一体化されるが、その際にロールからの加熱によりポリイミドフィルムと銅箔とで膨張量に差異が生じ、この差異が寸法変化率となって現れ、これが大きいと銅張り積層体にソリが生じ、工程トラブルの原因となる。
【０００５】
ポリイミドフィルムと銅箔との熱挙動を近似させるには、ラミネーション時の両者の熱膨張量を等しくすれば良く、そのためには熱伝導率の小さいポリイミドフィルムの熱膨張係数を銅箔よりも大きくする必要がある。このように銅箔よりも熱膨張係数が高めに設定されたポリイミドフィルムを使用すると寸法変化率が小さくソリの無い銅張り積層体を得ることができる。
【０００６】
また熱伝導率の小さいポリイミドフィルムの熱膨張量を銅箔と同等にするため、ラミネーション時にフィルム温度を銅箔温度よりも高く加熱して一体化させる試みが例えば特開平８−５８０２０号公報で示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
銅箔よりも高い熱膨張係数を有するポリイミドフィルムを使用して銅張り積層体を作成した場合、ラミネーション時のポリイミドフィルムと銅箔の熱挙動が近似するので、寸法変化率は小さくなり、フラットな積層体が得られる。しかしこのようにして得られた銅張り積層体はポリイミドフィルム自体の熱膨張係数が大きいので、積層後の工程で例えば実装時にリードの位置合わせが困難になるという問題がある。
【０００８】
また特開平８−５８０２０号公報で示された方法ではこのような問題は解決されるが、ラミネーション時にフィルム温度を銅箔温度よりも高く加熱設定するため、フィルム側加熱源から銅箔側加熱源に熱移動が起こり、その結果工程条件を安定させるのが困難となり、得られる製品の品質にバラツキが生じるという問題がある。
【０００９】
したがって本発明は、フレキシブルプリント配線板や半導体パッケージ等、ＩＣチップ等の電子部品実装用の基板として好適に用いることのできる寸法安定性に優れ、かつ積層後の工程条件も安定させることができる銅張り積層体の製造方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明は、銅箔と、該銅箔の熱膨張係数と同等またはそれ以下の熱膨張係数を有するポリイミドフィルムとが接着剤を介して積層された銅張り積層体の製造方法において、ポリイミドフィルムを接着剤を介して銅箔とラミネーションするに際し、ラミネーション前にポリイミドフィルムをロールに０．９秒以上接触させた後にラミネーションさせ、ラミネーション時の銅箔側ロールとフィルム側ロールを同温度に設定することを特徴とする、寸法変化率が±０．０４％以下である銅張り積層体の製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明を実施するに際して、具体的な詳細事項を以下に記載する。
【００１２】
まず本発明の銅張り積層体を作成するために使用するポリイミドフィルムを説明すると、その熱膨張係数は銅箔と同等またはそれ以下であるようにするが、ラミネーションで加熱された時の銅箔とポリイミドフィルムの熱膨張量をできるだけ近似させるには５０〜２００℃の温度範囲において銅箔と比較して−６〜０ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を持つポリイミドフィルムの使用が好ましい。
【００１３】
上記記載範囲内の熱膨張係数を持つポリイミドフィルムは公知の方法で得ることができるが、その構造については特に限定されない。
【００１４】
またフィルム厚みについても特に限定されないが、一般的には７．５〜２００μｍのものが使用される。
【００１５】
使用する接着剤については、一般的に使用されているエポキシ系、ポリイミド系、ポリエステル系、フッソ系、アクリル系などの接着剤を、最終製品に応じて使い分けて使用することができる。
【００１６】
使用する銅箔については、電解銅箔や圧延銅箔などを挙げることができ、厚みは特に限定されることはないが、一般的には５〜４０μｍ厚みの銅箔が使用される。
【００１７】
積層時に熱圧着等でのラミネーションで銅箔とポリイミドフィルムが熱膨張するがこの差異が寸法変化率として現れる。この寸法変化率が大きいと基板のソリを大きくすることになるため、本発明では寸法変化率を±０．０４％以下に抑える必要がある。
寸法変化率は次式によって求められる。
【００１８】
寸法変化率（％）＝  [（Ｌ1−Ｌ0）／Ｌ0]×１００
ここで、Ｌ0は銅張り積層体を２５℃、６０％ＲＨ条件で４８時間調湿した後に測定した寸法、Ｌ1は、その後銅箔をエッチング除去した後２５℃、６０％ＲＨ条件で４８時間調湿した後測定した寸法である。
【００１９】
次に本発明でのラミネーションについて説明する。
【００２０】
ポリイミドフィルムを接着剤を介してラミネーションするに際し、熱伝導率の低いポリイミドフィルムの温度を上げるため、ラミネーション前にポリイミドフィルムをロールに接触させる。この時のポリイミドフィルムのロールへの接触時間は０．９秒以上に設定する必要がある。使用するポリイミドフィルムと銅箔の熱膨張係数の差が大きければ接触時間は０．９秒でも目的の寸法変化率を持つ銅張り積層体は得られるが、安定して所望の積層体を得るには接触時間を１．５秒以上に設定するのが好ましい。
【００２１】
ラミネーション前にポリイミドフィルムをロールに接触させる方法としては、ラミネーションの直前に、ポリイミドフィルムをラミネーション用の熱ロール表面に沿って進行するようにフィード角度を付ける、いわゆる抱きつかせ法が好ましい（図１参照）。この抱きつかせる方法によってロールに接触する時間を持つことになり、ロールの回転速度とポリイミドフィルムのフィード角度によって、接触時間を調節することができる。
【００２２】
また、ポリイミドフィルムをロールに抱き付かせることによって、ポリイミドフィルムに曲げ弾性による引っ張り応力がかかるためポリイミドフィルムは伸ばされる作用がかかり、その結果銅箔よりも熱膨張係数の小さなポリイミドフィルムでも銅箔と同等の膨張量となり寸法変化率を小さく抑えることが可能となる。
【００２３】
またラミネーション時の銅箔側ロールとフィルム側ロールは同温度に設定することが好ましい。こうすることで、ロール間での熱移動を抑えることができ、工程を安定させることができる。設定するロール温度については、用いる接着剤に合わせて５０〜３００℃の間で種々変えることができるが、ニップした時にしっかりと固定するには１００〜２５０℃が好ましい。
【００２４】
また一連のラミネート工程において、フィルムの巻き出し張力及びニップ圧の各条件は、使用するラミネーターの性能範囲内であれば特に規定されることなく、自由に条件を変えることができるが、ラミネート速度については、ラミネーション前のポリイミドフィルムがロールに０．９秒以上接触するよう、ロール径及びフィード角度に応じて調整する。
【００２５】
【実施例】
以下本発明に関わる銅張り積層体を得るために使用したラミネート工程を図１および２を参照して説明する。
【００２６】
予め接着剤が塗布されたポリイミドフィルムＡがロール１より巻き出され、フリーロール３及び４に導かれる。接着剤を保護していたカバーフィルムＢはロール２に巻き取られる。一方銅箔Ｃはロール５より巻き出されフリーロール６及び７に導かれる。そしてポリイミドフィルムＡ及び銅箔Ｃは加熱ロール８及び９でニップ固定された後、ロール１０に銅張り積層体Ｄとして巻き取られる。
【００２７】
この一連のラミネート工程において、フィルムの巻き出し張力を１．４７ＭＰａ、ニップ圧を９．８Ｎ／ｃｍ、ラミネート速度１ｍ／ｍｉｎに設定して行った。
【００２８】
ここでフリーロール４の位置を図２のように変えることによりニップ前フィルムの加熱ロール８への抱き付け角度を変えることができる。本発明においては加熱ロールは１２０ｍｍ径のものを使用し、フリーロール４が４ａの位置に設定した時、ポリイミドフィルムは加熱ロール８へ５０°抱き付けられ、接触時間は約３．１秒間になる。同様にフリーロール４が４ｂの位置に設定した時、ポリイミドフィルムは加熱ロール８へ３０°抱き付けられ、接触時間は約１．８秒間になり、４ｃの位置に設定した時、ポリイミドフィルムは加熱ロール８へ１５°抱き付けられ、接触時間は約０．９秒間になる。フリーロール４が取り外された時、ポリイミドフィルムは加熱ロール８へ抱き付けられることなく、ほとんど接触時間の無い状態でニップされる。
【００２９】
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１
エポキシ系接着剤が塗布され、５０〜２００℃の温度範囲内で熱膨張係数１２ｐｐｍ／℃のポリイミドフィルムをロール１より巻き出し、フリーロール４を４ａの位置に設定して１００℃に設定された加熱ロール８に約３．１秒間接触させた後、ロール５から巻き出された電解銅箔と１００℃に設定された加熱ロール８及び９でニップ固定しロール１０で巻き取った。次いで最高温度１６０℃にて加熱して接着剤を硬化させ、本発明に関わる銅張り積層体を得た。
【００３０】
得られた銅張り積層体について２５℃、６０％ＲＨ条件で４８時間調湿した後に寸法を測定（Ｌ0）、その後銅箔をエッチング除去した後２５℃、６０％ＲＨ条件で４８時間調湿し、寸法を測定（Ｌ1）、下式のよう算出した。
【００３１】
寸法変化率（％）＝  [（Ｌ1−Ｌ0）／Ｌ0]×１００
得られた結果は、＋０．０１３％であった。
実施例２
フリーロール４を４ｂの位置に設定した他は実施例１と同様取り扱いにより得られた寸法変化率は＋０．０２８％であった。
実施例３
フリーロール４を４ａの位置、加熱ロール８及び９を１３０℃に設定した他は実施例１と同様取り扱いにより得られた寸法変化率は＋０．００５％であった。
実施例４
フリーロール４を４ｂの位置、加熱ロール８及び９を１３０℃に設定した他は実施例１と同様取り扱いにより得られた寸法変化率は＋０．０２０％であった。
実施例５
フリーロール４を４ｃの位置、加熱ロール８及び９を１３０℃に設定した他は実施例１と同様取り扱いにより得られた寸法変化率は＋０．０３５％であった。
実施例６
フリーロール４を４ａの位置、加熱ロール８及び９を１５０℃に設定した他は実施例１と同様取り扱いにより得られた寸法変化率は＋０．０１５％であった。
実施例７
フリーロール４を４ｂの位置、加熱ロール８及び９を１５０℃に設定した他は実施例１と同様取り扱いにより得られた寸法変化率は＋０．０３３％であった。
実施例８
エポキシ系接着剤が塗布され、５０〜２００℃の温度範囲で熱膨張係数１６ｐｐｍ／℃のポリイミドフィルムをロール１より巻き出し、フリーロール４を４ａの位置、加熱ロール８及び９を１３０℃に設定した他は実施例１と同様取り扱いにより得られた寸法変化率は−０．０１０％であった。
実施例９
エポキシ系接着剤が塗布され、５０〜２００℃の温度範囲で熱膨張係数１６ｐｐｍ／℃のポリイミドフィルムをロール１より巻き出し、フリーロール４を４ｂの位置、加熱ロール８及び９を１３０℃に設定した他は実施例１と同様取り扱いにより得られた寸法変化率は＋０．００８％であった。
実施例１０
エポキシ系接着剤が塗布され、５０〜２００℃の温度範囲で熱膨張係数１６ｐｐｍ／℃のポリイミドフィルムをロール１より巻き出し、フリーロール４を４ｃの位置、加熱ロール８及び９を１３０℃に設定した他は実施例１と同様取り扱いにより得られた寸法変化率は＋０．０２８％であった。
比較例１
エポキシ系接着剤が塗布され、５０〜２００℃の温度範囲で熱膨張係数１２ｐｐｍ／℃のポリイミドフィルムをロール１より巻き出し、フリーロール４を取り外して加熱ロール８への抱き付け角を無くし、加熱ロール８及び９を１００℃に設定した他は実施例１と同様取り扱いにより得られた寸法変化率は＋０．０４７％であった。
比較例２
加熱ロール８及び９を１３０℃に設定した他は比較実施例１と同様取り扱いにより得られた寸法変化率は＋０．０５７％であった。
比較例３
加熱ロール８及び９を１５０℃に設定した他は比較実施例１と同様取り扱いにより得られた寸法変化率は＋０．０７１％であった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明で得られる銅張り積層体は寸法変化率が±０．０４％以下であり、またそのような当該銅張り積層体を得るための製造方法はポリイミドフィルムを接着剤を介して銅箔とラミネーションするに際し、ラミネーション前にポリイミドフィルムをロールに０．９秒以上接触させた後にラミネーションさせ、さらにはラミネーション時の銅箔側ロールとフィルム側ロールが同温度に設定させることにより安定した工程のもと品質的にバラツキの小さい高寸法安定な銅張り積層体を得ることができ、得られた銅張り積層体はフレキシブルプリント配線板や半導体パッケージ等、ＩＣチップ等の電子部品実装用の基板として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における積層工程説明図である。
【図２】フィルムのロールへの接触角度を変える説明図である。
【符号の説明】
１，２，５，１０：ロール
３，４，６，７：フリーロール
８，９：加熱ロール
Ａ：ポリイミドフィルム
Ｂ：カバーフィルム
Ｃ：銅箔
Ｄ：積層体
【図１】
0004174746.tif 000002
【図２】
0004174746.tif 000003