フレキシブル積層板の製造方法
外観および金属箔除去後の寸法安定性を向上させたフレキシブル積層板の製造方法を提供する。耐熱性接着フィルム３の少なくとも一面に金属箔２を貼り合わせてなるフレキシブル積層板５の製造方法であって、耐熱性接着フィルム３と金属箔２とを一対の金属ロール４の間において保護フィルム１を介して熱ラミネートすることによって耐熱性接着フィルム３と金属箔２と保護フィルム１とを貼り合わせた積層体７を作製する工程と、保護フィルム１を剥離する工程とを含み、保護フィルム１の剥離時における積層体７の張力が保護フィルム１の剥離前における積層体７の張力よりも高いフレキシブル積層板５の製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明はフレキシブル積層板の製造方法に関し、特に外観および金属箔除去後の寸法安定性を向上させたフレキシブル積層板の製造方法に関する。
【背景技術】
従来から、ポリイミドフィルムなどの耐熱性フィルムの少なくとも一面に銅箔などの金属箔を貼り合わせてなるフレキシブル積層板が、携帯電話などの電気機器の中のプリント基板として用いられている。
従来、フレキシブル積層板は、耐熱性フィルムに金属箔をアクリル系またはエポキシ系などの接着剤で貼り合わせて製造されていた。しかしながら、近年、これら熱硬化性の接着剤を用いずに、耐熱性接着フィルムと金属箔とを熱ラミネートして製造されたフレキシブル積層板が耐熱性および耐久性の観点から注目されている。
すなわち、熱ラミネートして製造されたフレキシブル積層板は、ポリイミド系の接着層を有することから耐熱性に優れている。また、フレキシブル積層板が折り畳み式携帯電話の折り畳み部のヒンジの箇所に用いられる場合には、熱硬化性の接着剤を用いたフレキシブル積層板では約３万回の折り畳みが可能であるのに対してポリイミド系の接着層を用いたフレキシブル積層板では約１０万回の折り畳みが可能となるため耐久性にも優れている。
また、電気機器の製造工程において、フレキシブル積層板ははんだリフローなどの高温に曝される工程を経るため、フレキシブル積層板の熱的な信頼性を高める観点から、耐熱性接着フィルムとしては接着層のガラス転移温度（Ｔｇ）が２００℃以上の単層または複数層の耐熱性接着フィルムが一般的に用いられている。したがって、耐熱性接着フィルムと金属箔とを熱ラミネートするためには、耐熱性接着フィルムの接着層Ｔｇである２００℃よりも高い、たとえば３００℃以上の温度で熱ラミネートする必要があった。
通常、熱ラミネート機は、熱ラミネート時における圧力の不均一性を緩和するために、熱ラミネートに用いられるロールの少なくとも一方にゴムロールが用いられている。しかしながら、ゴムロールを用いて３００℃以上の高温で熱ラミネートすることは非常に困難であった。
そこで、第４図の概略図に示すダブルベルトプレス機を用いて、耐熱性接着フィルムと金属箔とを貼り合わせる方法がある。この方法は、保護フィルム１１と金属箔１２と耐熱性接着フィルム１３とを加熱部８において金属ベルト１４によって熱ラミネートした後に、冷却部９において冷却し、その後保護フィルム１１を剥離して、フレキシブル積層板１５を製造する方法である。（特開２００１−１２９９１９）
しかしながら、この方法においては、金属ベルト１４の一部にでも傷が入ってしまうと、熱ラミネート時における圧力の均一性を保持することができなくなることから、金属ベルト１４全面を研磨してその表面を平坦化する必要が頻繁に生じメンテナンスに時間がかかり、また設備コストも高くなるという問題があった。
一方、一対の金属ロールを有する熱ラミネート機を用いた場合には、ダブルベルトプレス機を用いた場合と比べて、メンテナンスに手間がかからず、また、設備コストも安くすることができる。しかしながら、一対の金属ロールを用いて熱ラミネートをする場合には、ゴムロールを用いる場合と異なり熱ラミネート時の圧力の均一性を保持するのが難しく、また熱ラミネート時に急激に高温になることからフレキシブル積層板の外観にシワが発生してしまい、フレキシブル積層板の外観が悪くなってしまうという問題があった。
そこで、第５図の概略図に示すように、ポリイミドフィルムなどからなる保護フィルム１１を、金属ロール４と耐熱性接着フィルム１３との間、および金属ロール４と金属箔１２との間に挟んで熱ラミネートすることによって、フレキシブル積層板１５の外観に発生するシワを低減させることができる（たとえば、特開２００１−１２９９１８号公報参照）。この方法においては、保護フィルム１１を用いることによって、保護フィルム１１を緩衝材として金属ロール４による熱ラミネート時の圧力の均一性を保持することができる。また、保護フィルム１１を介することによって、金属ロール４の表面も保護できるという効果、ならびに積層板が保護フィルムで固定されることにより、加熱による急激な材料の膨張が抑えられ、シワの発生が抑制されるという効果も得られる。
保護フィルム１１は、耐熱性接着フィルム１３や金属箔１２と共に熱ラミネートされた後に、耐熱性接着フィルム１３と金属箔１２とからなるフレキシブル積層板１５から剥離される。
特開２００１−１２９９１８号公報に記載の方法によって、フレキシブル積層板にシワやカールが発生せず、外観の優れたフレキシブル積層板が得られるが、この保護フィルムの剥離方法によっては、保護フィルムがスムーズに剥離されなかったり、外観がまだ十分ではない場合もあった。そこで、特開２００２−６４２５９号公報には、フレキシブル積層板の上下面に密着している保護フィルムを対称的な角度で剥離することによって、保護フィルムの剥離時にフレキシブル積層板に発生するカールを低減させる方法が開示されている。また、特開２００２−１９２６１５号公報には、フレキシブル積層板の上下面に密着している保護フィルムを冷却した後に剥離することによって、フレキシブル積層板に発生するシワを低減させる方法が開示されている。さらに、特開２００２−３７０２８１号公報には、保護フィルムとフレキシブル積層板との密着強度を０．１〜３Ｎ／ｃｍの範囲とすることによって、保護フィルムがスムーズに剥離する方法が開示されている。
しかしながら、特開２００２−１９２６１５号公報および特開２００２−３７０２８１号公報では、各工程で適切な積層体の張力については考慮されていない。
【発明の開示】
本発明の目的は、一対の金属ロールを用いて熱ラミネートするフレキシブル積層板の製造方法において、外観および金属箔除去後の寸法安定性を向上させたフレキシブル積層板の製造方法を提供することにある。
本発明は、耐熱性接着フィルムの少なくとも一面に金属箔を貼り合わせてなるフレキシブル積層板の製造方法であって、耐熱性接着フィルムと金属箔とを一対以上の金属ロールの間において保護フィルムを介して熱ラミネートすることによって耐熱性接着フィルムと金属箔と保護フィルムとを貼り合わせた積層体を作製する工程と、保護フィルムを剥離する工程とを含み、保護フィルムの剥離時における積層体の張力が金属ロール通過後の積層体の張力よりも高いフレキシブル積層板の製造方法である。
ここで、本発明のフレキシブル積層板の製造方法においては、保護フィルムの剥離時における積層体の張力が５０Ｎ／ｍ以上５００Ｎ／ｍ以下であることが好ましい。
また、本発明のフレキシブル積層板の製造方法においては、金属ロール通過後の積層体の張力が１０Ｎ／ｍ以上２００Ｎ／ｍ以下であることが好ましい。
また、本発明のフレキシブル積層板の製造方法においては、ニップロールを用いることにより、金属ロール通過後の張力および剥離前の張力を調整することことが好ましい。
また、本発明のフレキシブル積層板の製造方法においては、保護フィルムの剥離時における積層体の温度が、耐熱性接着フィルムのガラス転移温度以下であることが好ましい。
また、本発明のフレキシブル積層板の製造方法においては、保護フィルムが非熱可塑性であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に用いられる熱ラミネート機の好ましい一例の概略図である。
第２図は、本発明に用いられる積層体の模式的な拡大断面図である。
第３図は、本発明によって製造されるフレキシブル積層板の模式的な拡大断面図である。
第４図は、従来のダブルベルトプレス機の一例の概略図である。
第５図は、従来の熱ラミネート機の一例の概略図である。
【符号の説明】
１，１１ 保護フィルム、２，１２ 金属箔、３，１３ 耐熱性接着フィルム、４ 金属ロール、５，１５ フレキシブル積層板、６ ニップロール、７ 積層体、８ 加熱部、９ 冷却部、１４ 金属ベルト。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本願の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
第１図に、本発明に用いられる熱ラミネート機の好ましい一例の概略図を示す。この熱ラミネート機は、ニップロール６と、金属箔２と耐熱性接着フィルム３とを保護フィルム１を介して熱ラミネートするための一対の金属ロール４とを含む。
この熱ラミネート機において、保護フィルム１と金属箔２と耐熱性接着フィルム３とが一対の金属ロール４にて熱ラミネートされる。そして、熱ラミネート後に、保護フィルム１と金属箔２と耐熱性接着フィルム３とが貼り合わされた第２図の模式的拡大断面図に示す積層体７が作製され、積層体７が徐々に冷却されながら複数のロールによって搬送される。そして、積層体７がニップロール６を通過した後に、積層体７から保護フィルム１が剥離されることによって、第３図の模式的拡大断面図に示すフレキシブル積層板５が製造される。
本発明においては、たとえばニップロール６などの張力変更手段を用いることによって、保護フィルム１の剥離時における積層体７の張力を、金属ロール４通過後の積層体７の張力よりも高くすることを特徴とする。
保護フィルム１をスムーズに剥離するためには、積層体にある程度の張力をかける必要があるが、張力を高くすると熱ラミネート直後のフレキシブル積層板にかかる張力も高くなり、得られるフレキシブル積層板の外観や寸法特性に問題が生じる。従って、本発明においては、熱ラミネート直後のフレキシブル積層体７にかかる張力と、保護フィルム１の剥離時におけるフレキシブル積層体７の張力を適切に調整することによって、ラミネート後に高温となっている積層体７が強い引張の力を受けることなく徐々に冷却されるためフレキシブル積層板５に歪みが生じにくくなる。また、フレキシブル積層板５に生じている歪みが低減することによって、フレキシブル積層板５から金属箔２の一部を除去した後にも歪みの開放による変形を起こしにくくなることから、フレキシブル積層板５の寸法安定性が向上する。そして、保護フィルム１の剥離時における積層体７の張力を剥離前よりも高くすることによって、保護フィルム１のスムーズな剥離が行なわれるため、フレキシブル積層板５にシワなどの外観不良が発生しにくくなる。これにより、本発明においては、外観および金属箔２の除去後の寸法安定性を向上させたフレキシブル積層板５を製造することが可能となるのである。なお、ここでは、張力変更手段としてニップロール６を用いているが、その他の手段を用いてもよいことは言うまでもない。
また、保護フィルム１の剥離時における積層体７の張力が５０Ｎ／ｍ以上５００Ｎ／ｍ以下であることが好ましく、２００Ｎ／ｍ以上３００Ｎ／ｍ以下であることがより好ましい。保護フィルム１の剥離時における積層体７の張力が５０Ｎ／ｍ未満である場合には積層体７の張力が低すぎて、保護フィルム１の剥離時にフレキシブル積層板５が保護フィルム１に持って行かれてしまい、保護フィルム１のスムーズな剥離が行なわれず、フレキシブル積層板５にシワなどの外観不良が発生することがある。また、保護フィルム１の剥離時における積層体７の張力が５００Ｎ／ｍよりも大きい場合には積層体７の張力が高くなりすぎて、フレキシブル積層板５に縦スジが入ることによって外観不良が生じたり、フレキシブル積層板５に歪みが生じて金属箔２を除去した後のフレキシブル積層板５の寸法変化が大きくなることがある。特に、保護フィルム１の剥離時における積層体７の張力が２００Ｎ／ｍ以上３００Ｎ／ｍ以下である場合には、保護フィルム１のスムーズな剥離が行なわれてフレキシブル積層板５にシワなどの外観不良が生じず、金属箔２を除去した後のフレキシブル積層板５の寸法変化も抑えることができる傾向にある。
また、金属ロール４通過後の積層体７の張力が１０Ｎ／ｍ以上２００Ｎ／ｍ以下であることが好ましい。金属ロール４通過後の積層体７の張力が１０Ｎ／ｍ未満である場合には、積層体７の搬送時に弛みが生じてしまうため、積層体７の搬送中に保護フィルム１が剥離してしまうことがある。金属ロールが複数ある場合には、最後に金属ロールを通過した後の積層体の張力を指す。金属ロール通過後は積層体が高温のため、張力の測定困難な場合があるので、一定の張力下で搬送し、積層体の温度が低下してから測定してもよい。
フレキシブル積層板５が十分に冷却されないままフレキシブル積層板５を固定していた保護フィルム１が剥離してしまうと、フレキシブル積層板５が急激な膨張または収縮を起こして、フレキシブル積層板５の外観不良が生じてしまうことがある。また、積層体７に弛みが生じると、積層体７の搬送時に積層体７が蛇行してしまい、フレキシブル積層板５の巻き取り時にシワなどの外観不良が生じることがある。また、金属ロール４通過後の積層体７の張力が２００Ｎ／ｍよりも大きい場合には、積層体７が十分に冷却されない状態（正確には、金属箔２と耐熱性接着フィルム３との界面に溶融性が残っている状態）で強く引っ張られるため、フレキシブル積層板５に歪みが生じ、外観不良や金属箔２の除去後の寸法変化が大きくなることがある。
また、金属ロール４通過後の積層体７の張力と、保護フィルム剥離時における積層体７の張力の関係は、金属ロール４通過後の積層体７の張力／保護フィルム剥離時における積層体７の張力で表される比が、１．２〜１０であることが、得られるフレキシブル積層板の外観に優れ、金属箔２の除去後の寸法変化が小さくなる点から好ましく、１．５〜６であることがさらに好ましい。
本明細書において、積層体の張力とは、ＭＤ方向（積層体の搬送方向）の張力のことを意味する。積層体の張力は、検出センサを内蔵したロールを対象となる工程ラインに設置することによって測定することができる。また、本明細書において、「保護フィルムの剥離前における積層体の張力」は、熱ラミネート直後からニップロール等の張力変更手段の手前までのライン間の積層体の張力を測定することによって求められる。また、「保護フィルムの剥離時における積層体の張力」は、保護フィルムの剥離前後のライン間の積層体の張力を測定することによって求められる。
また、保護フィルム１の剥離時における積層体７の温度が、耐熱性接着フィルム３の接着層に含まれる熱融着性を示す樹脂のガラス転移温度以下であることが好ましく、耐熱性接着フィルム３の接着層に含まれる熱融着性を示す樹脂よりも５０℃以上低い温度であることがより好ましく、耐熱性接着フィルム３の接着層に含まれる熱融着性を示す樹脂よりも１００℃以上低い温度であることがさらに好ましく、室温まで冷却された時点で保護フィルム１を剥離することが特に好ましい。接着層に熱硬化性分が含まれる場合には、熱ラミネート速度にもよるが、上記温度よりも低い温度でも熱ラミネート可能な場合がある。
耐熱性接着フィルム３のガラス転移温度よりも高い温度で保護フィルム１を剥離した場合には、耐熱性接着フィルム３が変形しやすいことから、フレキシブル積層板５にシワが発生して外観不良を生じやすくなる傾向にある。ここで、耐熱性接着フィルム３が複数層から構成されており、ガラス転移温度が異なる複数の接着層がある場合は、接着層に含まれる熱融着性を示す樹脂のガラス転移温度のうち、最も低い温度を基準に考える。
また、保護フィルム１としては、非熱可塑性の樹脂からなるフィルムを用いることが好ましい。非熱可塑性の樹脂は、実質的にガラス転移温度を有さないため、熱ラミネート時に金属ロール４に付着しにくく、また、積層体７から保護フィルム１を容易に剥離することができる傾向にある。また、保護フィルム１の線膨張係数は５０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、３５ｐｐｍ／℃以下であることがより好ましい。保護フィルム１の線膨張係数が５０ｐｐｍ／℃より大きい場合には、熱ラミネート時の加熱および熱ラミネート後の冷却によってフレキシブル積層板５に比べて保護フィルム１の膨張、収縮の挙動が大きいため、フレキシブル積層板５にシワが生じることがある。また、保護フィルム１の厚みは７５μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上であることがより好ましく、１２５μｍ以上であることがさらに好ましい。保護フィルム１の厚みが７５μｍ未満である場合には保護フィルム１の厚みが薄すぎて、冷却によるフレキシブル積層板５の収縮に保護フィルム１が耐えることができず、フレキシブル積層板５にシワが発生してしまう傾向にある。また、保護フィルム１の厚みが７５μｍ以上、１２５μｍ以上と厚くなるにつれて冷却によるフレキシブル積層板５の収縮に保護フィルム１が耐えることができるようになり、フレキシブル積層板５にシワが発生しにくくなる。
金属箔２としては、たとえば、銅箔、ニッケル箔、アルミニウム箔またはステンレススチール箔などが用いられる。金属箔２は単層で構成されていてもよく、表面に防錆層や耐熱層（たとえば、クロム、亜鉛、ニッケルなどのメッキ処理による層）が形成された複数の層で構成されていてもよい。中でも、金属箔２としては、導電性およびコストの観点から、銅箔を用いることが好ましい。また、銅箔の種類としては、たとえば圧延銅箔、電解銅箔などがある。また、金属箔２の厚みが薄いほどプリント基板における回路パターンの線幅を細線化できることから、金属箔２の厚みは３５μｍ以下であることが好ましく、１８μｍ以下であることがより好ましい。
また、耐熱性接着フィルム３としては、熱融着性を示す樹脂からなる単層フィルム、熱融着性を示さないコア層の両面または片面に熱融着性を示す樹脂を含む接着層を形成した複数層フィルムなどを用いることができる。ここで、熱融着性を示す樹脂としては、熱可塑性ポリイミド成分で構成される樹脂が好ましく、たとえば、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリアミドイミド、熱可塑性ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリエステルイミドなどを用いることができる。中でも、熱可塑性ポリイミドまたは熱可塑性ポリエステルイミドを用いることが特に好ましい。なお、接着層には、接着性を向上させる等の目的で、上記の熱融着性樹脂以外にエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂等が含有されていても良い。
また、熱融着性を示さないコア層としては、たとえば非熱可塑性ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリアリレートフィルムまたはポリエチレンナフタレートフィルムなどを用いることができる。しかし、電気的特性（絶縁性）および熱融着性を示す樹脂との親和性の観点から、非熱可塑性ポリイミドフィルムを用いることが特に好ましい。
また、金属ロール４による熱ラミネート温度は、耐熱性接着フィルム３の接着層に含まれる熱融着性を示す樹脂のガラス転移温度よりも５０℃以上高い温度であることが好ましく、熱ラミネート速度を上げるためには、耐熱性接着フィルム３のガラス転移温度よりも１００℃以上高い温度であることがさらに好ましい。接着層に熱硬化性分が含まれる場合には、熱ラミネート速度にもよるが、上記温度よりも低い温度でも熱ラミネート可能な場合がある。金属ロール４の加熱方式としては、たとえば、熱媒循環方式、熱風加熱方式または誘電加熱方式などがある。本発明においては、熱ラミネート温度が３００℃以上、好ましくは３５０℃以上の場合に、特に優れた効果を発現する。
また、金属ロール４における熱ラミネート時の圧力（線圧）は４９Ｎ／ｃｍ以上４９０Ｎ／ｃｍ以下であることが好ましく、９８Ｎ／ｃｍ以上２９４Ｎ／ｃｍ以下であることがより好ましい。熱ラミネート時の線圧が４９Ｎ／ｃｍ未満である場合には線圧が小さすぎて金属箔２と耐熱性接着フィルム３との密着性が弱まる傾向にあり、４９０Ｎ／ｃｍよりも大きい場合には線圧が大きすぎてフレキシブル積層板５に歪みが生じて金属箔２の除去後のフレキシブル積層板５の寸法変化が大きくなることがある。熱ラミネート時の線圧が９８Ｎ／ｃｍ以上２９４Ｎ／ｃｍ以下である場合には特に金属箔２と耐熱性接着フィルム３との密着性が良好となり、金属箔２の除去後のフレキシブル積層板５の寸法変化も小さくなる。金属ロール４の加圧方式としては、たとえば、油圧方式、空気圧方式またはギャップ間圧力方式などがある。
また、熱ラミネート速度は、０．５ｍ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、１ｍ／ｍｉｎ以上であることがさらに好ましい。熱ラミネート速度が０．５ｍ／ｍｉｎ以上、特に１ｍ／ｍｉｎ以上である場合には外観および金属箔２の除去後の寸法安定性を向上させたフレキシブル積層板５の生産性を特に向上させることができる傾向にある。
また、熱ラミネート前に、急激な温度上昇を避ける観点から、保護フィルム１、金属箔２および耐熱性接着フィルム３に予備加熱を施すことが好ましい。ここで、予備加熱は、たとえば、保護フィルム１、金属箔２および耐熱性接着フィルム３を熱ロールに接触させることによって行なうことができる。
また、熱ラミネート前に、保護フィルム１、金属箔２および耐熱性接着フィルム３の異物を除去する工程を設けることが好ましい。特に、保護フィルム１を再利用して繰り返し用いるためには、保護フィルム１に付着した異物の除去が重要となる。異物を除去する工程としては、たとえば、水や溶剤などを用いた洗浄処理や粘着ゴムロールによる異物の除去などがある。中でも、粘着ゴムロールを用いる方法は、簡便な設備である点から好ましい。
さらに、熱ラミネート前に、保護フィルム１および耐熱性接着フィルム３の静電気を除去する工程を設けることが好ましい。静電気を除去する工程としては、たとえば除電エアによる静電気の除去などがある。
【実施例】
［実施例１］
第１図に示す熱ラミネート機を用いてフレキシブル積層板を製造した。まず、保護フィルム１として２００℃〜３００℃における線膨張係数が１６ｐｐｍ／℃である１２５μｍの厚みを有する非熱可塑性ポリイミドフィルムが巻きつけられているロールと、金属箔２として１８μｍの厚みを有する銅箔が巻きつけられているロールと、耐熱性接着フィルム３として非熱可塑性のポリイミドフィルムからなるコア層の両面に熱可塑性ポリイミド樹脂成分（ガラス転移温度：２４０℃）を備えた２５μｍ厚みの三層構造の接着フィルムが巻きつけられているロールとを熱ラミネート機に設置した。
次いで、これらのロールを回転させて、除電、異物の除去および予備加熱を行なった後に、保護フィルム１を一対の金属ロール４に１／２周抱かせて予熱された状態で、保護フィルム、銅箔および接着フィルムを表１に示す熱ラミネート条件（温度：３６０℃、線圧：１９６Ｎ／ｃｍ、熱ラミネート速度：１．５ｍ／ｍｉｎ）で熱ラミネートし、接着フィルムの両面に銅箔および非熱可塑性ポリイミドフィルムがこの順序で貼り合わされた五層構造の積層体７を作製した。
そして、積層体７を自然冷却しながら複数のロールによって６０Ｎ／ｍの張力で搬送した。なお、この時の張力は、金属ロール通過後の張力と同じである。その後、ニップロール６によって一旦その張力を切った後に、積層体７の張力を２５０Ｎ／ｍまで引き上げた。さらに、積層体７を室温（２５℃）まで冷却し、積層体７に２５０Ｎ／ｍの張力をかけた状態で非熱可塑性ポリイミドフィルムを剥離して、フレキシブル積層板５を製造した。
このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性（ＭＤ方向、ＴＤ方向）の評価を下記の方法で行なった。その評価結果を表１に示す。
ｉ）外観の評価方法
フレキシブル積層板に発生しているシワの個数を数え、これを１ｍ２あたり換算することによって、下記の評価基準で評価した。
◎・・・シワが全くない
○・・・１ｍ２あたりに発生しているシワが１個以下
○△・・１ｍ２あたりに発生しているシワが２個以上３個以下
△・・・１ｍ２あたりに発生しているシワが４個以上６個未満
×・・・１ｍ２あたりに発生しているシワが６個以上
ｉｉ）寸法安定性の評価方法
ＪＩＳ Ｃ６４８１に基づいて、フレキシブル積層板にあけた４つの穴のそれぞれの距離を測定した。次に、エッチングにより銅箔の一部を除去した後に、２０℃、６０％ＲＨの恒温室に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して次式により寸法変化率を求めることによって評価した。この寸法変化率の絶対値が小さいほど、寸法安定性に優れていることを示す。
寸法変化率（％）＝｛（銅箔除去後の測定値−銅箔除去前の測定値）／（銅箔除去前の測定値）｝×１００
［寸法変化率］
金属箔除去前後の寸法変化率は、ＪＩＳ Ｃ６４８１を参考にして、以下のように測定・算出した。すなわち、フレキシブル積層板から２００ｍｍ×２００ｍｍの正方形のサンプルを切り出し、このサンプルにおいて１５０ｍｍ×１５０ｍｍの正方形の四隅に直径１ｍｍの穴を形成した。なお、２００ｍｍ×２００ｍｍの正方形のサンプル、及び１５０ｍｍ×１５０ｍｍの正方形の２辺はＭＤ方向に、残り２辺はＴＤ方向に沿うようにした。また、これら２つの正方形の中心が一致するようにした。このサンプルを２０℃、６０％ＲＨの恒温恒湿室に１２時間放置して調湿した後、上記４つの穴の距離を測定した。次に、フレキシブル積層板の金属箔をエッチング処理により除去した後、２０℃６０％ＲＨの恒温室に２４時間放置した。その後、エッチング処理前と同様に、４つの穴についてそれぞれの距離を測定した。金属箔除去前の各穴の距離の測定値をＤ１、金属箔除去後の各穴の距離の測定値をＤ２として、下式（３）に基づいて寸法変化率を算出した。この寸法変化率の絶対値が小さいほど寸法安定性に優れていることを示す。
寸法変化率（％）＝｛（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１｝×１００ （３）
表１に示すように、実施例１のフレキシブル積層板にはシワが全く発生していなかった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向（ＭＤ方向と直交する方向）の寸法安定性はそれぞれ＋０．０３％（ＭＤ方向）、−０．０２％（ＴＤ方向）であった。
［実施例２］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離時における積層体の張力を３００Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例２のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは１個未満であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０４％（ＭＤ方向）、−０．０３％（ＴＤ方向）であった。
［実施例３］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を５０Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例３のフレキシブル積層板にはシワが全く発生していなかった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０３％（ＭＤ方向）、−０．０２％（ＴＤ方向）であった。
［実施例４］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を５０Ｎ／ｍとし、剥離時における積層体７の張力を３００Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例４のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは１個未満であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０４％（ＭＤ方向）、−０．０３％（ＴＤ方向）であった。
［実施例５］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を８０Ｎ／ｍとし、剥離時における積層体の張力を２００Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例５のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは１個未満であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０３％（ＭＤ方向）、−０．０３％（ＴＤ方向）であった。
［実施例６］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を８０Ｎ／ｍとし、剥離時における積層体の張力を１５０Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例６のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは１個以上３個未満であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０５％（ＭＤ方向）、−０．０４％（ＴＤ方向）であった。
［実施例７］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を１００Ｎ／ｍとし、剥離時における積層体の張力を２００Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例７のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは１個未満であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０４％（ＭＤ方向）、−０．０４％（ＴＤ方向）であった。
［実施例８］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を１００Ｎ／ｍとし、剥離時における積層体の張力を１５０Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例７のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは１個以上３個未満であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０５％（ＭＤ方向）、−０．０４％（ＴＤ方向）であった。
（比較例１）
ニップロールを用いずに、保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前と剥離時における積層体の張力を共に２５０Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、比較例１のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは５個以上であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．１２％（ＭＤ方向）、−０．０８％（ＴＤ方向）であった。
（比較例２）
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を３００Ｎ／ｍとし、剥離時における積層体の張力を２５０Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、比較例２のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは５個以上であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．１５％（ＭＤ方向）、−０．０９％（ＴＤ方向）であった。
表１に示すように、保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離時における積層体の張力を剥離前よりも高くして製造された実施例１〜８のフレキシブル積層板は、剥離時と剥離前の張力を同じにして製造された比較例１のフレキシブル積層板および剥離時よりも剥離前の張力を高くして製造された比較例２のフレキシブル積層板と比べて外観および寸法安定性の双方に優れる結果となった。
また、表１に示すように、保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離時における積層体の張力が２００Ｎ／ｍ以上３００Ｎ／ｍ以下である実施例１〜５および実施例７のフレキシブル積層板は、剥離時における積層体の張力が１５０Ｎ／ｍである実施例６および実施例８のフレキシブル積層板と比べて、シワが発生せず外観が良好であり、また銅箔除去後の寸法変化率も小さかった。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
本発明によれば、外観および金属箔除去後の寸法安定性を向上させたフレキシブル積層板の製造方法を提供することができる。
本発明によれば、外観および金属箔除去後の寸法安定性に優れたフレキシブル積層板を製造することができるため、本発明は電気機器、特に携帯電話用のプリント基板の製造に好適に利用される。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【技術分野】
本発明はフレキシブル積層板の製造方法に関し、特に外観および金属箔除去後の寸法安定性を向上させたフレキシブル積層板の製造方法に関する。
【背景技術】
従来から、ポリイミドフィルムなどの耐熱性フィルムの少なくとも一面に銅箔などの金属箔を貼り合わせてなるフレキシブル積層板が、携帯電話などの電気機器の中のプリント基板として用いられている。
従来、フレキシブル積層板は、耐熱性フィルムに金属箔をアクリル系またはエポキシ系などの接着剤で貼り合わせて製造されていた。しかしながら、近年、これら熱硬化性の接着剤を用いずに、耐熱性接着フィルムと金属箔とを熱ラミネートして製造されたフレキシブル積層板が耐熱性および耐久性の観点から注目されている。
すなわち、熱ラミネートして製造されたフレキシブル積層板は、ポリイミド系の接着層を有することから耐熱性に優れている。また、フレキシブル積層板が折り畳み式携帯電話の折り畳み部のヒンジの箇所に用いられる場合には、熱硬化性の接着剤を用いたフレキシブル積層板では約３万回の折り畳みが可能であるのに対してポリイミド系の接着層を用いたフレキシブル積層板では約１０万回の折り畳みが可能となるため耐久性にも優れている。
また、電気機器の製造工程において、フレキシブル積層板ははんだリフローなどの高温に曝される工程を経るため、フレキシブル積層板の熱的な信頼性を高める観点から、耐熱性接着フィルムとしては接着層のガラス転移温度（Ｔｇ）が２００℃以上の単層または複数層の耐熱性接着フィルムが一般的に用いられている。したがって、耐熱性接着フィルムと金属箔とを熱ラミネートするためには、耐熱性接着フィルムの接着層Ｔｇである２００℃よりも高い、たとえば３００℃以上の温度で熱ラミネートする必要があった。
通常、熱ラミネート機は、熱ラミネート時における圧力の不均一性を緩和するために、熱ラミネートに用いられるロールの少なくとも一方にゴムロールが用いられている。しかしながら、ゴムロールを用いて３００℃以上の高温で熱ラミネートすることは非常に困難であった。
そこで、第４図の概略図に示すダブルベルトプレス機を用いて、耐熱性接着フィルムと金属箔とを貼り合わせる方法がある。この方法は、保護フィルム１１と金属箔１２と耐熱性接着フィルム１３とを加熱部８において金属ベルト１４によって熱ラミネートした後に、冷却部９において冷却し、その後保護フィルム１１を剥離して、フレキシブル積層板１５を製造する方法である。（特開２００１−１２９９１９）
しかしながら、この方法においては、金属ベルト１４の一部にでも傷が入ってしまうと、熱ラミネート時における圧力の均一性を保持することができなくなることから、金属ベルト１４全面を研磨してその表面を平坦化する必要が頻繁に生じメンテナンスに時間がかかり、また設備コストも高くなるという問題があった。
一方、一対の金属ロールを有する熱ラミネート機を用いた場合には、ダブルベルトプレス機を用いた場合と比べて、メンテナンスに手間がかからず、また、設備コストも安くすることができる。しかしながら、一対の金属ロールを用いて熱ラミネートをする場合には、ゴムロールを用いる場合と異なり熱ラミネート時の圧力の均一性を保持するのが難しく、また熱ラミネート時に急激に高温になることからフレキシブル積層板の外観にシワが発生してしまい、フレキシブル積層板の外観が悪くなってしまうという問題があった。
そこで、第５図の概略図に示すように、ポリイミドフィルムなどからなる保護フィルム１１を、金属ロール４と耐熱性接着フィルム１３との間、および金属ロール４と金属箔１２との間に挟んで熱ラミネートすることによって、フレキシブル積層板１５の外観に発生するシワを低減させることができる（たとえば、特開２００１−１２９９１８号公報参照）。この方法においては、保護フィルム１１を用いることによって、保護フィルム１１を緩衝材として金属ロール４による熱ラミネート時の圧力の均一性を保持することができる。また、保護フィルム１１を介することによって、金属ロール４の表面も保護できるという効果、ならびに積層板が保護フィルムで固定されることにより、加熱による急激な材料の膨張が抑えられ、シワの発生が抑制されるという効果も得られる。
保護フィルム１１は、耐熱性接着フィルム１３や金属箔１２と共に熱ラミネートされた後に、耐熱性接着フィルム１３と金属箔１２とからなるフレキシブル積層板１５から剥離される。
特開２００１−１２９９１８号公報に記載の方法によって、フレキシブル積層板にシワやカールが発生せず、外観の優れたフレキシブル積層板が得られるが、この保護フィルムの剥離方法によっては、保護フィルムがスムーズに剥離されなかったり、外観がまだ十分ではない場合もあった。そこで、特開２００２−６４２５９号公報には、フレキシブル積層板の上下面に密着している保護フィルムを対称的な角度で剥離することによって、保護フィルムの剥離時にフレキシブル積層板に発生するカールを低減させる方法が開示されている。また、特開２００２−１９２６１５号公報には、フレキシブル積層板の上下面に密着している保護フィルムを冷却した後に剥離することによって、フレキシブル積層板に発生するシワを低減させる方法が開示されている。さらに、特開２００２−３７０２８１号公報には、保護フィルムとフレキシブル積層板との密着強度を０．１〜３Ｎ／ｃｍの範囲とすることによって、保護フィルムがスムーズに剥離する方法が開示されている。
しかしながら、特開２００２−１９２６１５号公報および特開２００２−３７０２８１号公報では、各工程で適切な積層体の張力については考慮されていない。
【発明の開示】
本発明の目的は、一対の金属ロールを用いて熱ラミネートするフレキシブル積層板の製造方法において、外観および金属箔除去後の寸法安定性を向上させたフレキシブル積層板の製造方法を提供することにある。
本発明は、耐熱性接着フィルムの少なくとも一面に金属箔を貼り合わせてなるフレキシブル積層板の製造方法であって、耐熱性接着フィルムと金属箔とを一対以上の金属ロールの間において保護フィルムを介して熱ラミネートすることによって耐熱性接着フィルムと金属箔と保護フィルムとを貼り合わせた積層体を作製する工程と、保護フィルムを剥離する工程とを含み、保護フィルムの剥離時における積層体の張力が金属ロール通過後の積層体の張力よりも高いフレキシブル積層板の製造方法である。
ここで、本発明のフレキシブル積層板の製造方法においては、保護フィルムの剥離時における積層体の張力が５０Ｎ／ｍ以上５００Ｎ／ｍ以下であることが好ましい。
また、本発明のフレキシブル積層板の製造方法においては、金属ロール通過後の積層体の張力が１０Ｎ／ｍ以上２００Ｎ／ｍ以下であることが好ましい。
また、本発明のフレキシブル積層板の製造方法においては、ニップロールを用いることにより、金属ロール通過後の張力および剥離前の張力を調整することことが好ましい。
また、本発明のフレキシブル積層板の製造方法においては、保護フィルムの剥離時における積層体の温度が、耐熱性接着フィルムのガラス転移温度以下であることが好ましい。
また、本発明のフレキシブル積層板の製造方法においては、保護フィルムが非熱可塑性であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に用いられる熱ラミネート機の好ましい一例の概略図である。
第２図は、本発明に用いられる積層体の模式的な拡大断面図である。
第３図は、本発明によって製造されるフレキシブル積層板の模式的な拡大断面図である。
第４図は、従来のダブルベルトプレス機の一例の概略図である。
第５図は、従来の熱ラミネート機の一例の概略図である。
【符号の説明】
１，１１ 保護フィルム、２，１２ 金属箔、３，１３ 耐熱性接着フィルム、４ 金属ロール、５，１５ フレキシブル積層板、６ ニップロール、７ 積層体、８ 加熱部、９ 冷却部、１４ 金属ベルト。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本願の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
第１図に、本発明に用いられる熱ラミネート機の好ましい一例の概略図を示す。この熱ラミネート機は、ニップロール６と、金属箔２と耐熱性接着フィルム３とを保護フィルム１を介して熱ラミネートするための一対の金属ロール４とを含む。
この熱ラミネート機において、保護フィルム１と金属箔２と耐熱性接着フィルム３とが一対の金属ロール４にて熱ラミネートされる。そして、熱ラミネート後に、保護フィルム１と金属箔２と耐熱性接着フィルム３とが貼り合わされた第２図の模式的拡大断面図に示す積層体７が作製され、積層体７が徐々に冷却されながら複数のロールによって搬送される。そして、積層体７がニップロール６を通過した後に、積層体７から保護フィルム１が剥離されることによって、第３図の模式的拡大断面図に示すフレキシブル積層板５が製造される。
本発明においては、たとえばニップロール６などの張力変更手段を用いることによって、保護フィルム１の剥離時における積層体７の張力を、金属ロール４通過後の積層体７の張力よりも高くすることを特徴とする。
保護フィルム１をスムーズに剥離するためには、積層体にある程度の張力をかける必要があるが、張力を高くすると熱ラミネート直後のフレキシブル積層板にかかる張力も高くなり、得られるフレキシブル積層板の外観や寸法特性に問題が生じる。従って、本発明においては、熱ラミネート直後のフレキシブル積層体７にかかる張力と、保護フィルム１の剥離時におけるフレキシブル積層体７の張力を適切に調整することによって、ラミネート後に高温となっている積層体７が強い引張の力を受けることなく徐々に冷却されるためフレキシブル積層板５に歪みが生じにくくなる。また、フレキシブル積層板５に生じている歪みが低減することによって、フレキシブル積層板５から金属箔２の一部を除去した後にも歪みの開放による変形を起こしにくくなることから、フレキシブル積層板５の寸法安定性が向上する。そして、保護フィルム１の剥離時における積層体７の張力を剥離前よりも高くすることによって、保護フィルム１のスムーズな剥離が行なわれるため、フレキシブル積層板５にシワなどの外観不良が発生しにくくなる。これにより、本発明においては、外観および金属箔２の除去後の寸法安定性を向上させたフレキシブル積層板５を製造することが可能となるのである。なお、ここでは、張力変更手段としてニップロール６を用いているが、その他の手段を用いてもよいことは言うまでもない。
また、保護フィルム１の剥離時における積層体７の張力が５０Ｎ／ｍ以上５００Ｎ／ｍ以下であることが好ましく、２００Ｎ／ｍ以上３００Ｎ／ｍ以下であることがより好ましい。保護フィルム１の剥離時における積層体７の張力が５０Ｎ／ｍ未満である場合には積層体７の張力が低すぎて、保護フィルム１の剥離時にフレキシブル積層板５が保護フィルム１に持って行かれてしまい、保護フィルム１のスムーズな剥離が行なわれず、フレキシブル積層板５にシワなどの外観不良が発生することがある。また、保護フィルム１の剥離時における積層体７の張力が５００Ｎ／ｍよりも大きい場合には積層体７の張力が高くなりすぎて、フレキシブル積層板５に縦スジが入ることによって外観不良が生じたり、フレキシブル積層板５に歪みが生じて金属箔２を除去した後のフレキシブル積層板５の寸法変化が大きくなることがある。特に、保護フィルム１の剥離時における積層体７の張力が２００Ｎ／ｍ以上３００Ｎ／ｍ以下である場合には、保護フィルム１のスムーズな剥離が行なわれてフレキシブル積層板５にシワなどの外観不良が生じず、金属箔２を除去した後のフレキシブル積層板５の寸法変化も抑えることができる傾向にある。
また、金属ロール４通過後の積層体７の張力が１０Ｎ／ｍ以上２００Ｎ／ｍ以下であることが好ましい。金属ロール４通過後の積層体７の張力が１０Ｎ／ｍ未満である場合には、積層体７の搬送時に弛みが生じてしまうため、積層体７の搬送中に保護フィルム１が剥離してしまうことがある。金属ロールが複数ある場合には、最後に金属ロールを通過した後の積層体の張力を指す。金属ロール通過後は積層体が高温のため、張力の測定困難な場合があるので、一定の張力下で搬送し、積層体の温度が低下してから測定してもよい。
フレキシブル積層板５が十分に冷却されないままフレキシブル積層板５を固定していた保護フィルム１が剥離してしまうと、フレキシブル積層板５が急激な膨張または収縮を起こして、フレキシブル積層板５の外観不良が生じてしまうことがある。また、積層体７に弛みが生じると、積層体７の搬送時に積層体７が蛇行してしまい、フレキシブル積層板５の巻き取り時にシワなどの外観不良が生じることがある。また、金属ロール４通過後の積層体７の張力が２００Ｎ／ｍよりも大きい場合には、積層体７が十分に冷却されない状態（正確には、金属箔２と耐熱性接着フィルム３との界面に溶融性が残っている状態）で強く引っ張られるため、フレキシブル積層板５に歪みが生じ、外観不良や金属箔２の除去後の寸法変化が大きくなることがある。
また、金属ロール４通過後の積層体７の張力と、保護フィルム剥離時における積層体７の張力の関係は、金属ロール４通過後の積層体７の張力／保護フィルム剥離時における積層体７の張力で表される比が、１．２〜１０であることが、得られるフレキシブル積層板の外観に優れ、金属箔２の除去後の寸法変化が小さくなる点から好ましく、１．５〜６であることがさらに好ましい。
本明細書において、積層体の張力とは、ＭＤ方向（積層体の搬送方向）の張力のことを意味する。積層体の張力は、検出センサを内蔵したロールを対象となる工程ラインに設置することによって測定することができる。また、本明細書において、「保護フィルムの剥離前における積層体の張力」は、熱ラミネート直後からニップロール等の張力変更手段の手前までのライン間の積層体の張力を測定することによって求められる。また、「保護フィルムの剥離時における積層体の張力」は、保護フィルムの剥離前後のライン間の積層体の張力を測定することによって求められる。
また、保護フィルム１の剥離時における積層体７の温度が、耐熱性接着フィルム３の接着層に含まれる熱融着性を示す樹脂のガラス転移温度以下であることが好ましく、耐熱性接着フィルム３の接着層に含まれる熱融着性を示す樹脂よりも５０℃以上低い温度であることがより好ましく、耐熱性接着フィルム３の接着層に含まれる熱融着性を示す樹脂よりも１００℃以上低い温度であることがさらに好ましく、室温まで冷却された時点で保護フィルム１を剥離することが特に好ましい。接着層に熱硬化性分が含まれる場合には、熱ラミネート速度にもよるが、上記温度よりも低い温度でも熱ラミネート可能な場合がある。
耐熱性接着フィルム３のガラス転移温度よりも高い温度で保護フィルム１を剥離した場合には、耐熱性接着フィルム３が変形しやすいことから、フレキシブル積層板５にシワが発生して外観不良を生じやすくなる傾向にある。ここで、耐熱性接着フィルム３が複数層から構成されており、ガラス転移温度が異なる複数の接着層がある場合は、接着層に含まれる熱融着性を示す樹脂のガラス転移温度のうち、最も低い温度を基準に考える。
また、保護フィルム１としては、非熱可塑性の樹脂からなるフィルムを用いることが好ましい。非熱可塑性の樹脂は、実質的にガラス転移温度を有さないため、熱ラミネート時に金属ロール４に付着しにくく、また、積層体７から保護フィルム１を容易に剥離することができる傾向にある。また、保護フィルム１の線膨張係数は５０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、３５ｐｐｍ／℃以下であることがより好ましい。保護フィルム１の線膨張係数が５０ｐｐｍ／℃より大きい場合には、熱ラミネート時の加熱および熱ラミネート後の冷却によってフレキシブル積層板５に比べて保護フィルム１の膨張、収縮の挙動が大きいため、フレキシブル積層板５にシワが生じることがある。また、保護フィルム１の厚みは７５μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上であることがより好ましく、１２５μｍ以上であることがさらに好ましい。保護フィルム１の厚みが７５μｍ未満である場合には保護フィルム１の厚みが薄すぎて、冷却によるフレキシブル積層板５の収縮に保護フィルム１が耐えることができず、フレキシブル積層板５にシワが発生してしまう傾向にある。また、保護フィルム１の厚みが７５μｍ以上、１２５μｍ以上と厚くなるにつれて冷却によるフレキシブル積層板５の収縮に保護フィルム１が耐えることができるようになり、フレキシブル積層板５にシワが発生しにくくなる。
金属箔２としては、たとえば、銅箔、ニッケル箔、アルミニウム箔またはステンレススチール箔などが用いられる。金属箔２は単層で構成されていてもよく、表面に防錆層や耐熱層（たとえば、クロム、亜鉛、ニッケルなどのメッキ処理による層）が形成された複数の層で構成されていてもよい。中でも、金属箔２としては、導電性およびコストの観点から、銅箔を用いることが好ましい。また、銅箔の種類としては、たとえば圧延銅箔、電解銅箔などがある。また、金属箔２の厚みが薄いほどプリント基板における回路パターンの線幅を細線化できることから、金属箔２の厚みは３５μｍ以下であることが好ましく、１８μｍ以下であることがより好ましい。
また、耐熱性接着フィルム３としては、熱融着性を示す樹脂からなる単層フィルム、熱融着性を示さないコア層の両面または片面に熱融着性を示す樹脂を含む接着層を形成した複数層フィルムなどを用いることができる。ここで、熱融着性を示す樹脂としては、熱可塑性ポリイミド成分で構成される樹脂が好ましく、たとえば、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリアミドイミド、熱可塑性ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリエステルイミドなどを用いることができる。中でも、熱可塑性ポリイミドまたは熱可塑性ポリエステルイミドを用いることが特に好ましい。なお、接着層には、接着性を向上させる等の目的で、上記の熱融着性樹脂以外にエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂等が含有されていても良い。
また、熱融着性を示さないコア層としては、たとえば非熱可塑性ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリアリレートフィルムまたはポリエチレンナフタレートフィルムなどを用いることができる。しかし、電気的特性（絶縁性）および熱融着性を示す樹脂との親和性の観点から、非熱可塑性ポリイミドフィルムを用いることが特に好ましい。
また、金属ロール４による熱ラミネート温度は、耐熱性接着フィルム３の接着層に含まれる熱融着性を示す樹脂のガラス転移温度よりも５０℃以上高い温度であることが好ましく、熱ラミネート速度を上げるためには、耐熱性接着フィルム３のガラス転移温度よりも１００℃以上高い温度であることがさらに好ましい。接着層に熱硬化性分が含まれる場合には、熱ラミネート速度にもよるが、上記温度よりも低い温度でも熱ラミネート可能な場合がある。金属ロール４の加熱方式としては、たとえば、熱媒循環方式、熱風加熱方式または誘電加熱方式などがある。本発明においては、熱ラミネート温度が３００℃以上、好ましくは３５０℃以上の場合に、特に優れた効果を発現する。
また、金属ロール４における熱ラミネート時の圧力（線圧）は４９Ｎ／ｃｍ以上４９０Ｎ／ｃｍ以下であることが好ましく、９８Ｎ／ｃｍ以上２９４Ｎ／ｃｍ以下であることがより好ましい。熱ラミネート時の線圧が４９Ｎ／ｃｍ未満である場合には線圧が小さすぎて金属箔２と耐熱性接着フィルム３との密着性が弱まる傾向にあり、４９０Ｎ／ｃｍよりも大きい場合には線圧が大きすぎてフレキシブル積層板５に歪みが生じて金属箔２の除去後のフレキシブル積層板５の寸法変化が大きくなることがある。熱ラミネート時の線圧が９８Ｎ／ｃｍ以上２９４Ｎ／ｃｍ以下である場合には特に金属箔２と耐熱性接着フィルム３との密着性が良好となり、金属箔２の除去後のフレキシブル積層板５の寸法変化も小さくなる。金属ロール４の加圧方式としては、たとえば、油圧方式、空気圧方式またはギャップ間圧力方式などがある。
また、熱ラミネート速度は、０．５ｍ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、１ｍ／ｍｉｎ以上であることがさらに好ましい。熱ラミネート速度が０．５ｍ／ｍｉｎ以上、特に１ｍ／ｍｉｎ以上である場合には外観および金属箔２の除去後の寸法安定性を向上させたフレキシブル積層板５の生産性を特に向上させることができる傾向にある。
また、熱ラミネート前に、急激な温度上昇を避ける観点から、保護フィルム１、金属箔２および耐熱性接着フィルム３に予備加熱を施すことが好ましい。ここで、予備加熱は、たとえば、保護フィルム１、金属箔２および耐熱性接着フィルム３を熱ロールに接触させることによって行なうことができる。
また、熱ラミネート前に、保護フィルム１、金属箔２および耐熱性接着フィルム３の異物を除去する工程を設けることが好ましい。特に、保護フィルム１を再利用して繰り返し用いるためには、保護フィルム１に付着した異物の除去が重要となる。異物を除去する工程としては、たとえば、水や溶剤などを用いた洗浄処理や粘着ゴムロールによる異物の除去などがある。中でも、粘着ゴムロールを用いる方法は、簡便な設備である点から好ましい。
さらに、熱ラミネート前に、保護フィルム１および耐熱性接着フィルム３の静電気を除去する工程を設けることが好ましい。静電気を除去する工程としては、たとえば除電エアによる静電気の除去などがある。
【実施例】
［実施例１］
第１図に示す熱ラミネート機を用いてフレキシブル積層板を製造した。まず、保護フィルム１として２００℃〜３００℃における線膨張係数が１６ｐｐｍ／℃である１２５μｍの厚みを有する非熱可塑性ポリイミドフィルムが巻きつけられているロールと、金属箔２として１８μｍの厚みを有する銅箔が巻きつけられているロールと、耐熱性接着フィルム３として非熱可塑性のポリイミドフィルムからなるコア層の両面に熱可塑性ポリイミド樹脂成分（ガラス転移温度：２４０℃）を備えた２５μｍ厚みの三層構造の接着フィルムが巻きつけられているロールとを熱ラミネート機に設置した。
次いで、これらのロールを回転させて、除電、異物の除去および予備加熱を行なった後に、保護フィルム１を一対の金属ロール４に１／２周抱かせて予熱された状態で、保護フィルム、銅箔および接着フィルムを表１に示す熱ラミネート条件（温度：３６０℃、線圧：１９６Ｎ／ｃｍ、熱ラミネート速度：１．５ｍ／ｍｉｎ）で熱ラミネートし、接着フィルムの両面に銅箔および非熱可塑性ポリイミドフィルムがこの順序で貼り合わされた五層構造の積層体７を作製した。
そして、積層体７を自然冷却しながら複数のロールによって６０Ｎ／ｍの張力で搬送した。なお、この時の張力は、金属ロール通過後の張力と同じである。その後、ニップロール６によって一旦その張力を切った後に、積層体７の張力を２５０Ｎ／ｍまで引き上げた。さらに、積層体７を室温（２５℃）まで冷却し、積層体７に２５０Ｎ／ｍの張力をかけた状態で非熱可塑性ポリイミドフィルムを剥離して、フレキシブル積層板５を製造した。
このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性（ＭＤ方向、ＴＤ方向）の評価を下記の方法で行なった。その評価結果を表１に示す。
ｉ）外観の評価方法
フレキシブル積層板に発生しているシワの個数を数え、これを１ｍ２あたり換算することによって、下記の評価基準で評価した。
◎・・・シワが全くない
○・・・１ｍ２あたりに発生しているシワが１個以下
○△・・１ｍ２あたりに発生しているシワが２個以上３個以下
△・・・１ｍ２あたりに発生しているシワが４個以上６個未満
×・・・１ｍ２あたりに発生しているシワが６個以上
ｉｉ）寸法安定性の評価方法
ＪＩＳ Ｃ６４８１に基づいて、フレキシブル積層板にあけた４つの穴のそれぞれの距離を測定した。次に、エッチングにより銅箔の一部を除去した後に、２０℃、６０％ＲＨの恒温室に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して次式により寸法変化率を求めることによって評価した。この寸法変化率の絶対値が小さいほど、寸法安定性に優れていることを示す。
寸法変化率（％）＝｛（銅箔除去後の測定値−銅箔除去前の測定値）／（銅箔除去前の測定値）｝×１００
［寸法変化率］
金属箔除去前後の寸法変化率は、ＪＩＳ Ｃ６４８１を参考にして、以下のように測定・算出した。すなわち、フレキシブル積層板から２００ｍｍ×２００ｍｍの正方形のサンプルを切り出し、このサンプルにおいて１５０ｍｍ×１５０ｍｍの正方形の四隅に直径１ｍｍの穴を形成した。なお、２００ｍｍ×２００ｍｍの正方形のサンプル、及び１５０ｍｍ×１５０ｍｍの正方形の２辺はＭＤ方向に、残り２辺はＴＤ方向に沿うようにした。また、これら２つの正方形の中心が一致するようにした。このサンプルを２０℃、６０％ＲＨの恒温恒湿室に１２時間放置して調湿した後、上記４つの穴の距離を測定した。次に、フレキシブル積層板の金属箔をエッチング処理により除去した後、２０℃６０％ＲＨの恒温室に２４時間放置した。その後、エッチング処理前と同様に、４つの穴についてそれぞれの距離を測定した。金属箔除去前の各穴の距離の測定値をＤ１、金属箔除去後の各穴の距離の測定値をＤ２として、下式（３）に基づいて寸法変化率を算出した。この寸法変化率の絶対値が小さいほど寸法安定性に優れていることを示す。
寸法変化率（％）＝｛（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１｝×１００ （３）
表１に示すように、実施例１のフレキシブル積層板にはシワが全く発生していなかった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向（ＭＤ方向と直交する方向）の寸法安定性はそれぞれ＋０．０３％（ＭＤ方向）、−０．０２％（ＴＤ方向）であった。
［実施例２］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離時における積層体の張力を３００Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例２のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは１個未満であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０４％（ＭＤ方向）、−０．０３％（ＴＤ方向）であった。
［実施例３］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を５０Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例３のフレキシブル積層板にはシワが全く発生していなかった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０３％（ＭＤ方向）、−０．０２％（ＴＤ方向）であった。
［実施例４］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を５０Ｎ／ｍとし、剥離時における積層体７の張力を３００Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例４のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは１個未満であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０４％（ＭＤ方向）、−０．０３％（ＴＤ方向）であった。
［実施例５］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を８０Ｎ／ｍとし、剥離時における積層体の張力を２００Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例５のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは１個未満であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０３％（ＭＤ方向）、−０．０３％（ＴＤ方向）であった。
［実施例６］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を８０Ｎ／ｍとし、剥離時における積層体の張力を１５０Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例６のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは１個以上３個未満であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０５％（ＭＤ方向）、−０．０４％（ＴＤ方向）であった。
［実施例７］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を１００Ｎ／ｍとし、剥離時における積層体の張力を２００Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例７のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは１個未満であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０４％（ＭＤ方向）、−０．０４％（ＴＤ方向）であった。
［実施例８］
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を１００Ｎ／ｍとし、剥離時における積層体の張力を１５０Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例７のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは１個以上３個未満であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．０５％（ＭＤ方向）、−０．０４％（ＴＤ方向）であった。
（比較例１）
ニップロールを用いずに、保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前と剥離時における積層体の張力を共に２５０Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、比較例１のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは５個以上であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．１２％（ＭＤ方向）、−０．０８％（ＴＤ方向）であった。
（比較例２）
保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離前における積層体の張力を３００Ｎ／ｍとし、剥離時における積層体の張力を２５０Ｎ／ｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、フレキシブル積層板を製造した。そして、このフレキシブル積層板の外観と寸法安定性を実施例１と同様にして評価した。その評価結果を表１に示す。
表１に示すように、比較例２のフレキシブル積層板の１ｍ２あたりに発生したシワは５個以上であった。また、ＭＤ方向およびＴＤ方向の寸法安定性はそれぞれ＋０．１５％（ＭＤ方向）、−０．０９％（ＴＤ方向）であった。
表１に示すように、保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離時における積層体の張力を剥離前よりも高くして製造された実施例１〜８のフレキシブル積層板は、剥離時と剥離前の張力を同じにして製造された比較例１のフレキシブル積層板および剥離時よりも剥離前の張力を高くして製造された比較例２のフレキシブル積層板と比べて外観および寸法安定性の双方に優れる結果となった。
また、表１に示すように、保護フィルムである非熱可塑性ポリイミドフィルムの剥離時における積層体の張力が２００Ｎ／ｍ以上３００Ｎ／ｍ以下である実施例１〜５および実施例７のフレキシブル積層板は、剥離時における積層体の張力が１５０Ｎ／ｍである実施例６および実施例８のフレキシブル積層板と比べて、シワが発生せず外観が良好であり、また銅箔除去後の寸法変化率も小さかった。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
本発明によれば、外観および金属箔除去後の寸法安定性を向上させたフレキシブル積層板の製造方法を提供することができる。
本発明によれば、外観および金属箔除去後の寸法安定性に優れたフレキシブル積層板を製造することができるため、本発明は電気機器、特に携帯電話用のプリント基板の製造に好適に利用される。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性接着フィルムの少なくとも一面に金属箔を貼り合わせてなるフレキシブル積層板の製造方法であって、前記耐熱性接着フィルムと前記金属箔とを一対以上の金属ロールの間において保護フィルムを介して熱ラミネートすることによって前記耐熱性接着フィルムと前記金属箔と前記保護フィルムとを貼り合わせた積層体を作製する工程と、前記保護フィルムを剥離する工程と、を含み、前記保護フィルムの剥離時における前記積層体の張力が金属ロール通過後の積層体の張力よりも高いことを特徴とする、フレキシブル積層板の製造方法。
【請求項２】
前記保護フィルムの剥離時における前記積層体の張力が５０Ｎ／ｍ以上５００Ｎ／ｍ以下であることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のフレキシブル積層板の製造方法。
【請求項３】
金属ロール通過後の前記積層体の張力が１０Ｎ／ｍ以上２００Ｎ／ｍ以下であることを特徴とする、請求の範囲第１項または第２項に記載のフレキシブル積層板の製造方法。
【請求項４】
ニップロールを用いることにより、金属ロール通過後の張力および剥離前の張力を調整することを特徴とする、請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載のフレキシブル積層板の製造方法。
【請求項５】
前記保護フィルムの剥離時における前記積層体の温度が、前記耐熱性接着フィルムにおける接着層のガラス転移温度以下であることを特徴とする、請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載のフレキシブル積層板の製造方法。
【請求項６】
前記保護フィルムが非熱可塑性であることを特徴とする、請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載のフレキシブル積層板の製造方法。
【請求項１】
耐熱性接着フィルムの少なくとも一面に金属箔を貼り合わせてなるフレキシブル積層板の製造方法であって、前記耐熱性接着フィルムと前記金属箔とを一対以上の金属ロールの間において保護フィルムを介して熱ラミネートすることによって前記耐熱性接着フィルムと前記金属箔と前記保護フィルムとを貼り合わせた積層体を作製する工程と、前記保護フィルムを剥離する工程と、を含み、前記保護フィルムの剥離時における前記積層体の張力が金属ロール通過後の積層体の張力よりも高いことを特徴とする、フレキシブル積層板の製造方法。
【請求項２】
前記保護フィルムの剥離時における前記積層体の張力が５０Ｎ／ｍ以上５００Ｎ／ｍ以下であることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のフレキシブル積層板の製造方法。
【請求項３】
金属ロール通過後の前記積層体の張力が１０Ｎ／ｍ以上２００Ｎ／ｍ以下であることを特徴とする、請求の範囲第１項または第２項に記載のフレキシブル積層板の製造方法。
【請求項４】
ニップロールを用いることにより、金属ロール通過後の張力および剥離前の張力を調整することを特徴とする、請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載のフレキシブル積層板の製造方法。
【請求項５】
前記保護フィルムの剥離時における前記積層体の温度が、前記耐熱性接着フィルムにおける接着層のガラス転移温度以下であることを特徴とする、請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載のフレキシブル積層板の製造方法。
【請求項６】
前記保護フィルムが非熱可塑性であることを特徴とする、請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載のフレキシブル積層板の製造方法。
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０６３４６７
【国際公開日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【発行日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１６６８２（Ｐ２００５−５１６６８２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１９４９１
【国際出願日】平成１６年１２月２０日（２００４．１２．２０）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【発行日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１９４９１
【国際出願日】平成１６年１２月２０日（２００４．１２．２０）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
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