JP2022015278A - 離型フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルプリント基板の製造を高温域で行っても金型等の汚染を引き起こすことがないようにする。【解決手段】２つの離型樹脂層１２の間にクッション層１３を備えた離型フィルム１１において、離型樹脂層１２を融点が２５０℃以上の熱可塑性樹脂で構成する。また、クッション層１３を、架橋構造を有する硬化性樹脂で構成する。硬化性樹脂には、硬化後の貯蔵弾性率が、２３℃において６ＭＰａ以下であり、３００℃において０．６ＭＰａ以下のものを使用する。【選択図】図１

Description

この発明は、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）のようなプリント基板の製造工程で使用されるような離型フィルムに関する。

一般的に使用されている離型フィルムは、カバーレイフィルムと銅張積層板（ＣＣＬ）の加熱プレス時における凹凸吸収のためのクッション層を厚み方向の中間に有しており、そのクッション層は、例えば熱可塑性樹脂であるポリエチレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等の柔軟な樹脂フィルムで構成されている（下記特許文献１参照）。当然のことながら、熱可塑性樹脂フィルムには融点があり、融点以上に加熱すると樹脂は流動性を持つようになる。

ところが、プリント基板、特にフレキシブルプリント基板に使用される材料の高性能化によって、近年，加工温度が高温化している。例えば、カバーレイフィルムとＣＣＬの熱圧着加工において、使用される樹脂がエポキシ樹脂からなる一般用のもの（ＦＲ４）では加工温度は１５０℃であったが、ポリイミド樹脂を用いた耐熱性のもの（ＦＲ５）の場合には１７０℃であり、ＬＣＰ（液晶ポリマー）を用いたもの（ＦＲ６）では２５０℃である。なお、前記「ＦＲ」は、プリント基板の部材である銅張り積層板の難燃性を示す指標（ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｇｒａｄｅ）であり、現在、ＦＲ１～ＦＲ６まである。

また、材料がＦＲ４やＦＲ５の場合であっても、加工の効率化をはかり加工時間を短縮するために高温化が行われている。

今後、加工温度の更なる高温化が進むと考えられる。

しかしながら、高密度ポリエチレンの融点は、比重０．９７のホモポリマーで１３６℃前後であるので、高密度ポリエチレンをクッション層に用いた離型フィルムは、融点以上に加熱されることになる。このため、ポリマーが溶け出して、金型や製品を汚染することがあった。

特開２００７－９８８１６号公報

これまでクッション層には樹脂フィルムを用いるのが常識であって、金型等の汚染を防止するのには限度があった。

そこで、この発明は、クッション層に硬化性粘着剤を用いることによって、高温域で使用しても金型等の汚染を引き起こすことがないようにすることを主な目的とする。

そのための手段は、２つの樹脂層の間にクッション層を備えた離型フィルムであって、前記樹脂層のうち少なくとも一方が、熱可塑性樹脂からなる離型樹脂層であり、その融点が２００℃以上であるとともに、前記クッション層が架橋構造を有する硬化性樹脂で構成され、その硬化前の貯蔵弾性率が２３℃において１０ＭＰａ以下である、離型フィルムである。

この構成では、樹脂層に挟まれたクッション層は、その架橋構造が硬化性樹脂の溶け出しを防止する。また貯蔵弾性率が低い硬化性樹脂はとても柔らかく、熱プレス時における離型樹脂層の凹凸追従性を確保する。樹脂層のうち少なくとも一方の離型樹脂層は、高い耐熱性を有し離型機能を発揮する。

この発明によれば、架橋構造を有する硬化性樹脂からなるクッション層によって、高温域で使用しても金型等の汚染を引き起こすことがないようにすることができる上に、良好な凹凸追従性も得られる。

離型フィルムの断面図。 離型フィルムの使用例を示す分離状態の断面図。 離型フィルムの使用例を示すプレス成形時の断面図。 他の例に係る離型フィルムの断面図。 他の例に係る離型フィルムの断面図。 他の例に係る離型フィルムの断面図。 他の例に係る離型フィルムの断面図。

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。

図１に離型フィルム１１の断面図を示す。離型フィルムは、２つの樹脂層の間にクッション層を備えた構成であって、樹脂層のうち少なくとも一方が、熱可塑性樹脂からなる離型樹脂層である。

図１に示した離型フィルム１１は２つの離型樹脂層１２の間にクッション層１３を備えており、少なくとも３層を有している。この離型フィルム１１は、２００℃又は２５０℃を超える高温域でも使用できるように、高い耐熱性が備えられている。

表裏の最外層に位置する離型樹脂層１２は、金型や製品に接し、離型機能を有する層であり、引張強度や伸長伸度の良好な熱可塑性樹脂で構成されている。

前述のような２００℃を超える所望の高温域でも使用できるように、適宜の材料が用いられる。具体的には例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポニフェニレンスルファイドなど、少なくとも一つの材料で形成されたものを使用できる。融点は２００℃ではなく、２５０℃以上の材料を選択してもよい。

離型樹脂層１２の厚みは、材料や所望の機能に応じて適宜設定されるが、例えば４μｍ以上５０μｍ以下であるとよく、凹凸追従性の観点から例えば６μｍ以上２５μｍ以下に設定するとよい。

離型樹脂層１２におけるクッション層１３を備える面には、必要に応じて表面処理を施すとよい。例えばコロナ放電処理、プラズマ処理、プライマーコーティングなどによって表面改質を行って、クッション層１３との接合性を高めることができる。

離型樹脂層１２におけるクッション層１３を備える面とは反対側の面には、その他の適宜の層を備えてもよく、離型樹脂層１２自体を複数層で構成してもよい。

クッション層１３は、凹凸を吸収するための層であり、架橋構造を有する硬化性樹脂で構成されている。つまり、硬化性樹脂は硬化することにより架橋構造を備えるものであり、この発明では粘着剤が用いられ、粘弾性体、特に耐熱性を有する耐熱性粘着剤で構成されている。粘着剤は、貯蔵弾性率、つまり硬さを示す値が小さいものであり、２３℃（室温）における１０Ｈｚ、昇温速度５℃／分で測定した際の硬化後の貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下のものを用いる。より好ましくは２３℃（室温）における前述の上限における貯蔵が０．６ＭＰａ以上６ＭＰａ以下で、且つ３００℃における貯蔵が０．０１２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下のものを用いる。

このような粘着剤として使用される樹脂としては、硬化反応に寄与する官能基として、ヒドロキシ基、チオール基、カルボキシ基、エポキシ基、オキセタン基、アミノ基、ビニル基などを有するものがあげられる。

また、硬化方式には、イソシアネート硬化、エポキシ硬化、メラミン硬化、金属硬化、オキサゾリン硬化、熱と開始剤によるラジカル硬化、紫外線と光開始剤によるラジカル硬化又はカチオン硬化、電子線硬化などがある。

粘着剤には、不足している物性を補完する目的で、必要に応じてモノマーを添加してもよい。これによって、用途に応じたカスタマイズが可能になる。例えばクッション層１３の粘着力を高めるためには、ガラス転移温度の低いモノマーを添加し、耐熱性が不足すると考えられる場合には、ガラス転移温度の高い、又は多官能のモノマーを添加するとよい。

クッション層１３の厚みは、クッション性の観点から、５μｍ以上１００μｍ以下であるとよく、好ましくは、２５μｍ以上５０μｍ以下であるとよい。

離型フィルム１１全体の厚みは、所望に応じて設定でき、例えば１３μｍから２００μｍ程度とすることができる。最も広く使用され得る離型フィルム１１の厚みは、２５μｍ～７５μｍ程度である。

要求されるクッション性や最適なクッション性、離型樹脂層１２の性状などによっても異なるが、離型フィルム１１の全体の厚みを１００とした場合、クッション層１３の厚みは、例えば２０～７５％程度に設定される。

前述のような離型樹脂層１２とクッション層１３を有する離型フィルム１１は、次のようにして製造される。

一方の離型樹脂層１２の片面に粘着剤を塗工し、乾燥させたのち、５℃以上、２００℃以下において他方の離型樹脂層１２とラミネートする。

粘着剤の塗工に際して、粘着剤は反応性樹脂化合物を有機溶剤又は水系溶剤に希釈する。有機溶剤又は水系溶剤としては、水のほか、エチルアルコール、ｎ－プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ－ブチルアルコール等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル類等のアルコール系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類等を単独または併用して用いることができる。

塗工は、グラビアコート、ロールコート、コンマコート、エアナイフコート、キス（リップ）コート、カーテンコート、スピンコート、ワイヤーバーコートなど適宜の方法で行うとよい。

乾燥工程では、粘着剤に含まれている溶剤を飛ばす。乾燥温度は使用する溶剤種等によって異なるが、一般には２３℃以上２００℃以下であり、多くの場合８０℃以上１２０℃以下でよい。

ラミネートは、乾燥させた粘着剤層の粘着力を利用して、ドライラミネートで行える。

このような塗工、溶剤乾燥、ラミネートと順次行われる工程のなかで、一方の離型樹脂層１２に塗工された粘着剤の硬化を行う。

硬化の操作と時期は、硬化方式によって異なる。イソシアネート硬化の場合には、ラミネート後の養生（エージング）時に行う。養生は例えば２３～６０℃で加温状態下に所定時間（例えば２４～１６８時間）置いて行う。

エポキシ硬化、メラミン硬化、金属硬化、オキサゾリン硬化、熱と開始剤によるラジカル硬化の場合には、硬化は、溶剤乾燥と同時に行われる。紫外線硬化、電子線硬化の場合には、硬化は、ラミネートの前又は後において紫外線又は電子線を照射して行う。紫外線は例えば５０～２０００ｍＪ／ｃｍ^２で照射し、電子線は例えば１０～３００ｋＧｒｙで照射する。

以上のように構成された離型フィルム１１は、次のように使用されてプリント基板が製造される。

図２はフレキシブルプリント基板を製造するときの離型フィルム１１の一使用例を示しており、図２の（ａ）には片面銅張板（ＣＣＬ）２１ａを、図２の（ｂ）には両面銅張板（ＣＣＬ）２１ｂを用いたフレキシブルプリント基板を製造する場合の例を示している。図２中、２２はカバーレイ（ＣＬ）である。これらの両面を、図３に示したように離型フィルム１１で覆ったうえで熱板２３で挟んで加熱・加圧プレス成形を行う。

このとき、離型フィルム１１の両面に位置する離型樹脂層１２は構成態様が同じであるので、離型フィルム１１に表裏の区別はない。このため、離型フィルム１１は表裏を意識することなく使用できる。

加熱・加圧は、所定の温度で所定時間、例えば１５０℃以上、３００℃以下で１５分以上、１２０分以下で行い、その後常温まで冷却して、フレキシブルプリント基板を製造する。

高温で加熱圧縮をしても、離型フィルム１１の粘弾性体からなるクッション層１３は、架橋構造を有するので、融点を有さず、溶け出しを防止できる。このため、金型や製品が溶け出した樹脂で汚染されることを回避でき、不良の発生を抑制できる。

しかも、クッション層１３は、貯蔵弾性率の低い粘着剤を硬化して構成しているので、製品等の表面の凹凸に対する追従性を確保できる。特に、離型樹脂層１２にポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を使用すると、融点が３３４℃と極めて高く、引張強度など高い機械的特性も有するので、耐熱性がより良好で高性能の離型フィルム１１を得ることができる。

また、従来、熱板に接する面に紙やクッションフィルムを介在させたが、これらを省略することができる。

以下、他の例に係る離型フィルムを説明する。

図４は、他の例に係る離型フィルム１１の断面図であり、クッション層１３を複数重ねた例を示している。このようにクッション層１３は一層に限定されるものではなく、加工の実情に合わせて複数層にすることができる。

図５は、他の例に係る離型フィルム１１の断面図であり、離型樹脂層１２の表面に離型コーティング層１４を備えた例を示している。離型コーティング層１４は、離型樹脂層１２の機能を高めたり補ったりするもので、例えばシリコンやフッ素などをコーティングして形成される。

図６は、他の例に係る離型フィルム１１の断面図であり、一方の離型樹脂層１２とクッション層１３との間に、樹脂層１５を備えた例である。この樹脂層１５は使用条件において離型性を有する樹脂で構成しても、離型性を有しない樹脂で構成してもよい。

このような構成の離型フィルム１１は、離型樹脂層１２として使用する合成樹脂が、例えばポリエーテルエーテルケトンのように高価である場合に、その使用量を低減できる点で有利である。

図７は、他の例に係る離型フィルム１１の断面図であり、２つの樹脂層の間にクッション層を備えた離型フィルム１１において、樹脂層のうちの一方を、熱可塑性樹脂からなる離型樹脂層１２で構成し、他方を、離型性を有しない樹脂層１６で構成した例を示している。

１１…離型フィルム
１２…離型樹脂層
１３…クッション層
１４…離型コーティング層
１５，１６…樹脂層

そのための手段は、２つの樹脂層の間にクッション層を備えた離型フィルムであって、前記樹脂層のうち少なくとも一方が、熱可塑性樹脂からなる離型樹脂層であり、その融点が２００℃以上であるとともに、前記クッション層が架橋構造を有する粘着剤又は粘弾性体からなる硬化性樹脂で構成され、その硬化後の貯蔵弾性率が２３℃、１０Ｈｚにおいて０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である、離型フィルムである。

クッション層１３は、凹凸を吸収するための層であり、架橋構造を有する硬化性樹脂で構成されている。つまり、硬化性樹脂は硬化することにより架橋構造を備えるものであり、この発明では粘着剤が用いられ、粘弾性体、特に耐熱性を有する耐熱性粘着剤で構成されている。粘着剤は、貯蔵弾性率、つまり硬さを示す値が小さいものであり、２３℃（室温）における１０Ｈｚ、昇温速度５℃／分で測定した際の硬化後の貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下のものを用いる。より好ましくは２３℃（室温）における前述の条件における貯蔵が０．６ＭＰａ以上６ＭＰａ以下で、且つ３００℃における貯蔵が０．０１２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下のものを用いる。

Claims (5)

1. ２つの樹脂層の間にクッション層を備えた離型フィルムであって、
   前記樹脂層のうち少なくとも一方が、熱可塑性樹脂からなる離型樹脂層であり、その融点が２００℃以上であるとともに、
   前記クッション層が架橋構造を有する硬化性樹脂で構成され、その硬化後の貯蔵弾性率が２３℃において１０ＭＰａ以下である
   離型フィルム。
2. ２つの樹脂層の間にクッション層を備えた離型フィルムであって、
   前記樹脂層のうち少なくとも一方が、熱可塑性樹脂からなる離型樹脂層であり、その融点が２００℃以上であるとともに、
   前記クッション層が架橋構造を有する硬化された粘弾性体で構成された
   離型フィルム。
3. ２つの樹脂層の間にクッション層を備えた離型フィルムであって、
   前記樹脂層のうち少なくとも一方が、熱可塑性樹脂からなる離型樹脂層であり、その融点が２００℃以上であるとともに、
   前記クッション層が架橋構造を有する硬化された耐熱性粘着剤で構成された
   離型フィルム。
4. 前記硬化性樹脂の硬化後の貯蔵弾性率が２３℃において６ＭＰａ以下である
   請求項１に記載の離型フィルム。
5. 前記硬化性樹脂の硬化後の貯蔵弾性率が３００℃において０．６ＭＰａ以下である
   請求項１または請求項４に記載の離型フィルム。

Images