JP6443839B2

JP6443839B2 - フィルム材の製造方法および製造装置

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Publication number: JP6443839B2
Application number: JP2015063441A
Authority: JP
Inventors: 本村　耕治; 耕治本村
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2018-12-26
Anticipated expiration: 2035-03-25
Also published as: JP2016182700A

Description

本発明は、フィルム材の製造方法および製造装置に関し、特に、耐熱性および転写性に優れるフィルム材を製造する方法および装置に関する。

多数の接続部位を有する回路部材を他の回路部材に実装する方法として、ワイヤボンディング法やフリップチップ法が広く用いられている。なかでも、ファインピッチ接続や、電子機器の軽量化および薄型化が可能である点で、フリップチップ法が注目されている。

フリップチップ法としては、はんだバンプによって回路部材同士を接続し、両者の間をアンダーフィル材で封止する方法、導電性接着剤を介して両者を接続する方法（特許文献１等）、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）を介して両者を接合および接続する方法、ＮＣＦ（Non-conductive Film）によって両者を接合するとともに、はんだバンプによって両者を接続する方法などがある。特に、接合材料としてＡＣＦまたはＮＣＦなどのフィルム材を用いる方法は、製造工程が簡便なため有用である。

また、個片化された半導体チップなどの回路部材をピックアップし、支持体となる他の回路部材に接合させる際、ダイボンドフィルムといわれるフィルム状の接着剤が用いられる場合がある（特許文献２）。ＡＣＦ、ＮＣＦおよびダイボンドフィルムは、一旦、基材上に形成された後、一方の回路部材に熱転写されて使用される。

特開２００８−６９３１６号公報特開２００３−２６１８３３号公報

ＡＣＦ、ＮＣＦおよびダイボンドフィルムなどを構成する樹脂には、接合性および耐熱性などの観点からエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂のフィルム層を有するフィルム材が使用される。回路部材同士を接合するための熱圧着工程や、その後のリフロー工程を想定すると、フィルム層には高い耐熱性が求められる。

そこで、熱硬化性樹脂とともに、エンジニアリングプラスチックや、特に優れた耐熱性を備えるスーパーエンプラ（以下、併せてエンプラと称する）といわれる樹脂を用いることが考えられる。エンプラを用いることにより、フィルム層の耐熱性は飛躍的に高まることが期待される。

例えばエポキシ樹脂をフィルム状に成形するには、エポキシ樹脂を有機溶媒に溶解させ、この溶液を基材上にキャストし、有機溶媒を除去する方法（溶液キャスト法）が一般的に用いられる。しかし、エンプラなどの耐熱性に優れる樹脂は、一般的に、それ以外の樹脂（例えば、エポキシ樹脂など）の溶解に用いられる汎用の有機溶媒に溶解し難い。そのため、エンプラを含むフィルム層の均質性は低下し、接合性が低下する。

フィルムの均質性を高めるために、エンプラを溶解させる有機溶媒（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなど）を使用することが考えられる。しかし、これらの有機溶媒は沸点が高い。そのため、フィルムの材料としてこれらの有機溶媒を使用すると、有機溶媒を除去するために、高温で乾燥処理を行わなければならない。この乾燥処理によって、エポキシ樹脂の硬化が進行してしまうという不具合が生じる。

また、エポキシ樹脂の硬化剤として、硬化成分をポリマーで被覆した潜在性硬化剤が用いられる場合がある。しかし、上記のようなエンプラを溶解させる有機溶媒によって、硬化成分を被覆するポリマーが溶解し、フィルムを成形する前にエポキシ樹脂の硬化が進行してしまうという不具合が生じる。

エンプラを含む均質なフィルム層を有するフィルム材が得られたとしても、エンプラは軟化温度が高いため、フィルム層を電子部品あるいは電子回路基板に熱転写するのは困難である。エンプラを軟化させるために熱転写の処理温度を上げると、上記同様、エポキシ樹脂の硬化が進行してしまう。

本発明の一局面は、基材を準備する第１準備工程と、繊維の原料となる第１樹脂および第１溶媒を含む第１原料液を準備する第２準備工程と、熱硬化性の第２樹脂および第２溶媒を含む第２原料液を準備する第３準備工程と、前記基材上で前記第１原料液を噴射して、前記第１原料液から前記第１樹脂を含む繊維を生成させ、前記基材に前記繊維を堆積させる繊維堆積工程と、前記基材に堆積された前記繊維を覆うように、前記第２原料液を塗工する樹脂塗工工程と、前記塗工された第２原料液に含まれる前記第２溶媒を除去する乾燥工程と、を含む、フィルム材の製造方法に関する。

本発明の他の一局面は、基材を準備する第１準備工程と、繊維の原料となる第１樹脂および第１溶媒を含む第１原料液を準備する第２準備工程と、熱硬化性の第２樹脂および第２溶媒を含む第２原料液を準備する第３準備工程と、前記基材上で前記第１原料液を噴射して、前記第１原料液から前記第１樹脂を含む繊維を生成させ、前記基材に前記繊維を堆積させる繊維堆積工程と、前記基材に堆積された前記繊維を覆うように、前記第２原料液を塗工する樹脂塗工工程と、前記塗工された第２原料液に含まれる前記第２溶媒を除去する乾燥工程と、を含み、前記第１樹脂の軟化開始温度ＳＴ１が、前記乾燥工程後の前記第２樹脂の軟化開始温度ＳＴ２より高い、フィルム材の製造方法に関する。

本発明のさらに他の一局面は、基材を搬送ベルトに供給する、基材供給部と、搬送される前記基材の上方で、繊維の原料となる第１樹脂および第１溶媒を含む第１原料液から前記第１樹脂を含む繊維を生成させ、生成した前記繊維を、前記基材に堆積させる、繊維形成部と、前記繊維形成部の下流に配置され、搬送される前記基材の繊維が堆積された面に、前記繊維を覆うように、熱硬化性の第２樹脂および第２溶媒を含む第２原料液を塗工する、樹脂塗工部と、前記樹脂塗工部の下流に配置され、搬送される前記基材に塗工された前記第２原料液に含まれる前記第２溶媒を除去して、フィルム材を形成する、乾燥部と、前記乾燥部から送り出される前記フィルム材を捲き取る回収部と、を具備する、フィルム材の製造装置に関する。

本発明によれば、耐熱性が高く、転写性に優れるフィルム材を、高い生産性で製造することができる。

本発明の一実施形態に係る製造方法のうち、繊維堆積工程を説明するための図である。本発明の一実施形態に係る製造方法のうち、樹脂塗工工程を説明するための図である。本発明の一実施形態に係る製造方法のうち、乾燥工程を説明するための図である。本発明の他の一実施形態に係る製造方法を説明するための図である。本発明の製造方法により得られるフィルム材の一実施形態を模式的に示す断面図である。本発明の製造方法により得られるフィルム材の他の一実施形態を模式的に示す断面図である。本発明の一実施形態に係る製造装置を説明するための図である。

本発明に係るフィルム材の製造方法は、基材を準備する第１準備工程と、繊維の原料となる第１樹脂および第１溶媒を含む第１原料液を準備する第２準備工程と、熱硬化性の第２樹脂および第２溶媒を含む第２原料液を準備する第３準備工程と、基材上で第１原料液を噴射して、第１原料液から第１樹脂を含む繊維を生成させ、基材に繊維を堆積させる繊維堆積工程と、基材に堆積された繊維を覆うように、第２原料液を塗工する樹脂塗工工程と、塗工された第２原料液に含まれる第２溶媒を除去する乾燥工程と、を含む。これにより、耐熱性が高く、転写性に優れるフィルム材を生産性良く製造できる。フィルム材とは、例えば、ＡＣＦ、ＮＣＦ、ダイボンドフィルムなどである。

第１樹脂の軟化開始温度ＳＴ１は、乾燥工程後の第２樹脂の軟化開始温度ＳＴ２より高いことが好ましい。フィルム材の耐熱性および転写性がさらに向上するためである。

繊維堆積工程は、電界紡糸法により行われることが好ましい。生産性がさらに向上するためである。

堆積される繊維の径は、１μｍ以下であることが好ましい。フィルム層を接合材料として回路部材間の接合に使用する場合、熱圧着時に熱硬化性樹脂の流動が阻害され難いためである。

第２原料液は、さらに導電性材料を含むことが好ましい。これにより、得られるフィルム材をフィルム状の導電性接着剤として、互いに対向する電極を有する回路部材間の接続に利用できる。また、この場合、堆積された繊維の径が１μｍ以下であると、導電性材料が移動し易くなる。

さらに、基材を搬送する搬送工程を含み、繊維堆積工程、樹脂塗工工程および乾燥工程は、搬送される基材に対して、連続的に行われることが好ましい。いわゆるロールツーロール（Roll to roll）工程によりフィルム材を製造することで、生産性がさらに向上する。

本発明に係る製造装置は、基材を搬送ベルトに供給する基材供給部と、搬送される基材の上方で、繊維の原料となる第１樹脂および第１溶媒を含む第１原料液から第１樹脂を含む繊維を生成させ、生成した繊維を、基材に堆積させる繊維形成部と、繊維形成部の下流に配置され、搬送される基材の繊維が堆積された面に、繊維を覆うように、熱硬化性の第２樹脂および第２溶媒を含む第２原料液を塗工する樹脂塗工部と、樹脂塗工部の下流に配置され、搬送される基材に塗工された第２原料液に含まれる第２溶媒を除去して、フィルム材を形成する乾燥部と、乾燥部から送り出されるフィルム材を捲き取る回収部と、を具備する。これにより、耐熱性が高く、転写性に優れるフィルム材を生産性良く製造できる。

第１樹脂の軟化開始温度ＳＴ１は、乾燥部から送り出されるフィルム材に付着する第２樹脂の軟化開始温度ＳＴ２より高いことが好ましい。フィルム材の耐熱性および転写性がさらに向上するためである。

［製造方法］
以下、図１Ａ〜１Ｃ、３Ａおよび３Ｂを参照しながら、本発明に係る製造方法の一実施形態を説明する。図１Ａ〜１Ｃは、本発明の一実施形態に係るフィルム材の製造方法を説明するための図である。図１Ｂおよび１Ｃでは、便宜的に、基材１上に、繊維２Ｆと第２原料液４０（または熱硬化性樹脂２Ｒ）とが、それぞれ単独の層状で積層されているように示しているが、これに限定されるものではない。繊維２Ｆは、その一部または全部が第２原料液４０（または熱硬化性樹脂２Ｒ）に埋没あるいは浸漬している場合もある。図３Ａおよび３Ｂは、本発明の製造方法により得られるフィルム材のそれぞれ異なる一実施形態を模式的に示す断面図である。

（１）第１、第２および第３準備工程
まず、基材１、繊維２Ｆの原料となる第１樹脂２Ｆａおよび第１溶媒を含む第１原料液３０ならびに、熱硬化性の第２樹脂および第２溶媒を含む第２原料液４０を、それぞれ準備する。

基材１は、フィルム層２を支持する支持体である。第１原料液３０および第２原料液４０は、フィルム材１０を構成するフィルム層２の原料である（図３Ａおよび３Ｂ参照）。フィルム材１０を、回路部材同士を接合する接合材料（例えば、ＡＣＦ、ＮＣＦ、ダイボンドフィルムなど）として用いる場合、フィルム層２は一方の回路部材（以下、被転写体と称する場合がある）に熱転写され、基材１は剥離される。

フィルム層２は、未硬化または半硬化状態であって、かつ、常温（例えば、２０〜３５℃）で固化している状態の第２樹脂（熱硬化性樹脂２Ｒ）と繊維状の第１樹脂（繊維２Ｆ）とを含む。なお、半硬化状態とは、完全に硬化していないものの、流動性を失った状態である。固化しているとは、流動性を失った状態であり、例えば、後述するように、第２原料液４０を基材上に塗工する場合に、第２原料液４０に含まれる第２溶媒の一部または全部が除去された状態である。

［基材］
基材１の材質は特に限定されず、例えば、樹脂シート、紙シート、布シート、ガラス繊維シートなどを用いることができる。なかでも、取扱い性の点で、樹脂シートであることが好ましい。樹脂シートを構成する樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど）などを用いることができる。なかでも、寸法安定性、耐溶剤性、コストの観点から、ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。基材１の厚みも特に限定されないが、１０〜１００μｍであることが好ましく、２０〜５０μｍであることがより好ましい。

基材１は、転写性の観点から、フィルム層２と対向する面が離型剤によりコーティングされていることが好ましい。離型剤としては、シリコーン樹脂、フッ素系化合物などが挙げられる。

［第１原料液］
第１原料液３０は、第１樹脂２Ｆａおよび第１溶媒を含み、第１樹脂２Ｆａは、第１溶媒に溶解している。第１原料液３０からは、第１樹脂２Ｆａを含む繊維２Ｆが形成される。換言すれば、第１樹脂２Ｆａは、繊維の形状でフィルム層２に含まれる。繊維状の第１樹脂２Ｆａの軟化点ＳＴ１（以下、単に「繊維２Ｆの軟化点ＳＴ１」と称する）は、未硬化または半硬化状態であって、かつ、固化している状態の熱硬化性樹脂２Ｒの軟化点ＳＴ２（以下、単に「熱硬化性樹脂２Ｒの軟化点ＳＴ２」と称する）より高いことが好ましい。これにより、熱転写時に、基材１がさらに剥離し易くなる。

軟化点ＳＴは、樹脂が軟化し始める温度であり、熱機械分析装置（ＴＭＡ）により測定される。具体的には、フィルム層２を所定の厚み（例えば、０．５ｍｍ）になるように重ね合わせ、所定の長さおよび幅（例えば、長さ３０ｍｍ×幅５ｍｍ）に切り出して試料を作製する。得られた試料の長手方向の両端部を、それぞれ引っ張り冶具でチャッキングし、一定の温度で昇温させながら、微小な引っ張り荷重を加える。試料の伸び量が急激に大きくなるときの温度を、そのフィルム層２を形成する樹脂の軟化開始温度（軟化点）ＳＴとする（以下、同じ）。

繊維２Ｆは、特に限定されない。なかでも、耐熱性の点で、第１樹脂２Ｆａとして、エンプラが好ましく用いられる。エンプラは、一般的に、引っ張り強度５００ｋｇ／ｃｍ²以上の樹脂であるとされており、強度、耐衝撃性、耐熱性などに優れている。エンプラとしては、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）などが挙げられる。これらは、単独あるいは２種以上を組み合わせて用いても良い。なかでも、電界紡糸法に適している点で、ＰＥＳが好ましい。

軟化点ＳＴ１は、特に限定されない。軟化点ＳＴ１は、軟化点ＳＴ２より高いことが好ましく、特に耐熱性の点で、軟化点ＳＴ１は１５０〜２５０℃であることが好ましい。軟化点ＳＴ１の測定が困難である（軟化点がない）場合、繊維２Ｆは、軟化点ＳＴ２よりも十分に高い軟化点を有するものとする。

第１溶媒は、第１樹脂２Ｆａを溶解できるものであれば特に限定されない。第１溶媒として、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（沸点２０２℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（沸点１５３℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ、沸点１６５℃）、シクロヘキサノン（沸点１５６℃）などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。第１原料液３０における第１溶媒と第１樹脂２Ｆａとの混合比率は、選定される第１溶媒の種類と第１樹脂２Ｆａの種類により異なる。第１原料液３０における第１溶媒の割合は、例えば、６０質量％から９５質量％である。第１原料液３０には、第１溶媒以外の溶媒や各種添加剤などが含まれていても良い。

［第２原料液］
第２原料液４０は、第２樹脂（熱硬化性樹脂２Ｒ）および第２溶媒を含む。熱硬化性樹脂２Ｒは、好ましくは第２溶媒に溶解している。

熱硬化性樹脂２Ｒは特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、不飽和ポリエステルなどを主剤として含むことができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、取扱い性の点でエポキシ樹脂が好ましい。

エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ポリエーテル型エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂などが挙げられる。なかでも、接合性の点で、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は、常温で、液状であっても良いし、固形であっても良い。

第２原料液４０は、さらに、硬化剤および硬化促進剤などを含む。熱硬化性樹脂２Ｒがエポキシ樹脂である場合、硬化剤として、例えば、酸無水物、アミン化合物などが用いられる。硬化促進剤としては、イミダゾール系促進剤、リン系硬化促進剤、ホスホニウム塩系硬化促進剤、双環式アミジン類、有機金属錯体、ポリアミンの尿素化物などが用いられる。第２原料液４０には、第２溶媒以外の溶媒や各種添加剤などが含まれていても良い。

熱硬化性樹脂２Ｒの軟化点ＳＴ２は特に限定されないが、転写性の点で、４０〜１００℃であることが好ましい。また、耐熱性の点で、硬化後の熱硬化性樹脂２Ｒのガラス転移点Ｔｇは、１００〜１５０℃であることが好ましい。なお、ガラス転移点Ｔｇは、ＤＭＡ法により、昇温温度２℃／分、周波数１Ｈｚの測定条件により測定される（以下、同じ）。繊維２Ｆの軟化点ＳＴ１は、耐熱性の点で、硬化後の熱硬化性樹脂２Ｒのガラス転移点Ｔｇより高いことが好ましい。

硬化後の熱硬化性樹脂２Ｒとは、熱硬化性樹脂２Ｒが硬化剤および硬化促進剤により硬化された状態の第２樹脂であり、熱硬化性樹脂２Ｒ、硬化剤および硬化促進剤を含んでいる。言い換えれば、硬化後の熱硬化性樹脂２Ｒは、フィルム層２のうち、繊維２Ｆ、および、後述する導電性材料が含まれる場合には導電性材料３を除いた部分を占める。

第２溶媒は特に限定されないが、熱硬化性樹脂２Ｒの硬化温度よりも低い沸点を有することが好ましい。第２溶媒としては、例えば、トルエン（沸点１１０℃）、ヘキサン（沸点６９℃）、酢酸エチル（沸点７７℃）、メチルエチルケトン（沸点８０℃）などが挙げられる。これらは、単独あるいは２種以上を組み合わせて用いても良い。

第２原料液４０は、導電性材料を含んでいても良い。これにより、フィルム材１０を、対向する回路部材同士を接続するためのＡＣＦのようなフィルム状導電性接着剤として用いることができる。

導電性材料３としては、例えば、銀粒子、はんだ粒子、絶縁性の球状粒子に金属めっきした粒子、ニッケル粒子などが挙げられる。金属めっきに用いられる金属としては、例えば、金、銀、ニッケル−リン合金、パラジウムなどが挙げられる。球状粒子の材料としては、シリカなどの無機材料や、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド、ポリイミド、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテルなどの耐熱性の樹脂などが挙げられる。なかでも、導電性の点で、はんだ粒子が好ましい。

導電性材料３の含有量は特に限定されないが、接合性および導通性の観点から、第２原料液４０に１〜１０体積％含まれていることが好ましい。また、導電性材料３が粒子状である場合、その平均粒径Ｄ５０も特に限定されない。なかでも、回路部材間の導通性の観点から、１〜１０μｍであることが好ましく、２〜５μｍであることがより好ましい。なお、平均粒径Ｄ５０とは、レーザー回折式の粒度分布測定装置により求められる体積粒度分布におけるメディアン径である（以下、同じ）。

（２）繊維堆積工程
次に、図１Ａに示すように、基材１に繊維２Ｆを堆積させる。繊維２Ｆは、基材１上で第１樹脂２Ｆａおよび第１溶媒を含む第１原料液３０を噴射させ、第１溶媒を気化させながら繊維２Ｆを形成させる乾式紡糸法あるいは電界紡糸法により、基材１上に堆積される。なかでも、繊維径の小さな繊維を形成することができる点で、繊維２Ｆは電界紡糸法により形成されることが好ましい。電界紡糸法によれば、繊維２Ｆは、基材１上に、一本以上の繊維２Ｆがランダムに重なった（あるいは、絡まった）繊維の集合体である不織布状に堆積される。

第１溶媒は、エンプラ等の高い軟化点を有する第１樹脂２Ｆａを溶解させる場合、高い沸点を有している。しかし、上記方法によれば、第１原料液３０が噴射されてから基材１上に繊維２Ｆが堆積されるまでの間に、熱あるいは電界によって第１溶媒は揮発し、基材１上にはほとんど残留しない。そのため、フィルム材１０の製造工程において、第１溶媒を除去する工程は特に不要である。よって、フィルム材１０の製造工程において熱硬化性樹脂２Ｒの硬化は進行し難い。その結果、フィルム材１０を回路部材同士を接合する接合材料として用いる場合、熱転写工程において、フィルム層２と回路部材との密着性が損なわれず、回路部材同士の接合性が向上する。

繊維２Ｆの繊維径は、１μｍ未満であることが好ましく、８００ｎｍ未満であることがより好ましく、６００ｎｍ未満であることが特に好ましい。また、繊維２Ｆの繊維径は、１０ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ以上であることがより好ましく、２００ｎｍ以上であることが特に好ましい。フィルム層を接合材料として回路部材間の接合に使用する場合の熱圧着において、熱硬化性樹脂の流動が阻害され難いためである。さらに、繊維２Ｆの繊維径がこの範囲であれば、柔軟性に優れる。第２原料液４０が粒子状の導電性材料３を含む場合、繊維２Ｆの繊維径は、導電性材料３の平均粒径Ｄ５０よりも小さいことが好ましい。繊維２Ｆによって導電性材料３の移動が妨げられ難く、接合材料とした場合の導通性が確保し易くなるためである。

ここで、繊維径とは、繊維の直径である。繊維の直径とは、繊維の長さ方向に対して垂直な断面の直径である。そのような断面が円形でない場合には、最大径を直径と見なしてよい。また、フィルム材１０の一方の主面の法線方向から見たときの、繊維２Ｆの長さ方向に対して垂直な方向の幅を、繊維２Ｆの直径と見なしても良い。

繊維２Ｆの単位面積当たりの質量は、フィルム層２の耐熱性の観点から、０．０５〜５ｇ／ｍ²であることが好ましく、０．１〜１ｇ／ｍ²であることがより好ましい。

繊維堆積工程の後、樹脂塗工工程の前に、繊維２Ｆの飛散や切断を抑制するための保護シート（図示せず）を、基材１に、繊維２Ｆを挟むようにして張り合わせても良い。保護シートは特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート製のシートなどが用いられる。保護シートが積層された基材１は、その後、一旦、回収（例えば、リールへの巻き取りなど）されても良い。保護シートは、樹脂塗工工程の前に取り除かれる。繊維堆積工程および樹脂塗工工程が連続して行われる場合、保護シートは省略することができる。

（３）樹脂塗工工程
続いて、図１Ｂに示すように、基材１の繊維２Ｆが堆積された主面に、第２原料液４０を塗工する。塗工の方法は特に限定されず、例えば、マイクログラビア法、スロットダイコーティング法、ナイフコーティング法などが挙げられる。図１Ｂは、ノズル４４から第２原料液４０が吐出されている様子を示している。

第２原料液４０は、基材１に堆積された繊維２Ｆを覆うように塗工される。塗工された第２原料液４０は繊維２Ｆ間の空隙にも浸透し、繊維２Ｆの一部または全部は第２原料液４０に埋没あるいは浸漬する。そのため、繊維２Ｆと熱硬化性樹脂２Ｒとの密着性が良い。樹脂２Ｆａと熱硬化性樹脂２Ｆとの軟化点が異なる場合、フィルム層２に熱を加えると、繊維２Ｆおよび熱硬化性樹脂２Ｆの軟化の程度は異なる。しかし、繊維２Ｆと熱硬化性樹脂２Ｒとの密着性が良好であるため、熱転写する際に、繊維２Ｆと熱硬化性樹脂２Ｒとの剥離が抑制される。

第２原料液４０の塗工により形成されるフィルム層前駆体２ａの厚みは、第２溶媒を除去した後のフィルム層２の厚みＴが５〜１００μｍとなる範囲であれば、特に限定されない。厚みＴは、１０〜３０μｍであることがより好ましい。フィルム層２の厚みＴがこの範囲であれば、柔軟性が向上するとともに、これを接合材料として使用する電子部品の厚みを薄くすることができる。厚みＴとは、フィルム層２の２つの主面の間の距離である。

（４）乾燥工程
最後に、図１Ｃに示すように、形成されたフィルム層前駆体２ａに含まれる第２溶媒の一部または全部を除去することにより、フィルム層２が形成され、フィルム材１０が得られる。第２溶媒の除去は、温風を利用した加熱乾燥や減圧乾燥により行うことができる。なかでも、簡便である点で加熱乾燥を用いることが好ましい。図１Ｃは、温風５１により、加熱乾燥を行う場合を示している。

乾燥温度は、第２溶媒が除去され、かつ、熱硬化性樹脂２Ｒが硬化しない温度であれば特に限定されない。乾燥温度は、第２溶媒および熱硬化性樹脂２Ｒの種類によって適宜設定すればよい。例えば、第２溶媒としてトルエンおよび酢酸エチルを用い、熱硬化性樹脂２Ｒとしてエポキシ樹脂を用いる場合、乾燥温度は、７０〜８０℃程度である。上記のとおり、第２溶媒の除去は比較的穏やかな条件で行われる。しかし、第２原料液４０は、フィルム層前駆体２ａの外表面に多く存在するため、乾燥させ易い。熱硬化性樹脂２Ｒは、未硬化または半硬化状態であって、固化している状態でフィルム層２に含まれる。

ブロッキングを抑制するために、フィルム材１０には保護シート（図示せず）を積層しても良い。保護シートは特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート製のシートなどが用いられる。フィルム材１０が長尺体である場合、フィルム材１０は、その後、ロールに巻き取られても良い。巻き取られたフィルム材１０は、所定の形状および大きさに裁断され、被転写体（例えば、回路部材）に熱転写される。

（５）搬送工程
基材１を搬送する搬送工程が含まれる場合、図２に示すように、繊維堆積工程、樹脂塗工工程および乾燥工程は、搬送される基材１に対して、連続的に行われることが好ましい。これにより、繊維堆積工程、樹脂塗工工程および乾燥工程の間、基材を回収（例えば、リールへの巻き取りなど）することなく、フィルム材を製造できるため、生産性がさらに向上する。また、製造設備の省スペース化も図れる。図２では、基材１が長尺体である場合を示している。例えば、長尺の基材１を方向Ｄに搬送させながら、基材１上に繊維２Ｆを堆積させる。繊維２Ｆが堆積された基材１をそのまま搬送させながら、引き続き、第２原料液４０の塗工を行う。さらに搬送させながら乾燥することにより、フィルム材１０が得られる。

［フィルム材］
次に、図３を参照しながら、本発明に係るフィルム材の一実施形態を説明する。
上記の方法により製造されるフィルム材１０は、基材１と、基材１の一方の主面に配置されたフィルム層２と、を備える。フィルム層２は、熱硬化性樹脂２Ｒおよび繊維２Ｆを含む。繊維２Ｆは、熱硬化性樹脂２Ｒの軟化点ＳＴ２よりも高い軟化点ＳＴ１を有することが好ましい。フィルム層２の耐熱性がさらに向上するためである。

基材１に繊維２Ｆを堆積させた後、熱硬化性樹脂２Ｒを付与しているため、フィルム層２の厚み方向において、繊維２Ｆの体積割合は一方向に勾配を有している。例えば、フィルム層２の厚みをＴとするとき、フィルム層２の基材１側の表面から０．５Ｔまでの領域における繊維２Ｆの体積割合ＶＦ１_0.5は、フィルム層２の他方の表面から０．５Ｔまでの領域における２Ｆ繊維の体積割合ＶＦ２_0.5よりも大きい（図３Ａ参照）。そのため、フィルム材１０は転写性に優れる。軟化点の高い繊維２Ｆが、基材１側により多く配置されている場合、フィルム層２は基材１からさらに剥離され易くなる。軟化点の低い熱硬化性樹脂２Ｒが被転写体により多く対向する場合、被転写体との密着性はさらに向上する。

繊維２Ｆの体積割合は、フィルム材１０の主面に対して垂直な断面を写真に取り、フィルム層２の基材１側の表面から所定の位置までの領域に含まれる繊維２Ｆの面積を求める。これを、フィルム層２の基材１側の表面から所定の位置までの領域の面積で除することによって求めることができる。繊維２Ｆの面積は、例えば、撮影された画像を二値化処理することにより、繊維２Ｆが占める部分を特定して、算出することができる。

特に、転写性の観点から、フィルム層２の基材１側の表面から０．１５Ｔまでの領域における繊維２Ｆの体積割合ＶＦ１_0.15が、フィルム層２の他方の表面から０．８５Ｔまでの領域における繊維２Ｆの体積割合ＶＦ２_0.85よりも大きい（体積割合ＶＦ１_0.15＞体積割合ＶＦ２_0.85）ことが好ましい（図３Ｂ参照）。

体積割合ＶＦ１_0.15は、０．５〜１であることが好ましく、０．６〜１であることがより好ましい。フィルム層２の基材１側の表面から０．１５Ｔまでの領域の多くを繊維２Ｆが占めることにより、剥離性はさらに向上する。また、体積割合ＶＦ２_0.85は、密着性の観点から、０〜０．４であることが好ましく、０〜０．２であることがより好ましい。

フィルム層２全体に対する繊維２Ｆの体積割合ＶＦは、０．０１〜０．５であることが好ましく、０．０４〜０．５であることがより好ましい。体積割合ＶＦがこの範囲であれば、フィルム層２は、柔軟性に優れる。これにより、被転写体との密着性がさらに向上する。さらに、回路部材同士の接合材料として使用する場合、体積割合ＶＦがこの範囲であれば、圧着の際に熱硬化性樹脂２Ｒの流動が妨げられ難い。そのため、回路部材同士の接合性が向上する。

フィルム材１０は、熱硬化性樹脂２Ｒが硬化しないような比較的低温（例えば、１００℃以下）で熱転写される。そのため、被転写体との密着性の観点から、フィルム層２は常温においても柔軟であることが好ましい。

フィルム層２の常温での柔軟性は、例えば、引張り強度により表わされる。引張り強度は、引張り試験機を用いて測定することができる。具体的には、フィルム層２を所定の厚さ（例えば、０．１ｍｍ）になるように重ね合わせ、所定の長さおよび幅（例えば、長さ３０ｍｍ×幅５ｍｍ）に切り出して試料を作製する。得られた試料の長手方向の両端部を、それぞれ引っ張り冶具でチャッキング（チャッキング間隔２０ｍｍ）し、一定の速度（例えば、速度１００ｍｍ／分）で、引っ張り冶具を離間させる。試料が破断したときの強度を、フィルム層２の引張り強度とする。このようにして測定されるフィルム層２の引張り強度は、１０〜２００ｍＮであることが好ましく、２０〜１００ｍＮであることがより好ましい。

フィルム層２が導電性材料３を含む場合、フィルム層２の体積割合ＶＦの小さい領域に導電性材料３が多く含まれていることが好ましい。例えば、体積割合ＶＦが体積割合ＶＦ１_0.15＞体積割合ＶＦ２₀₈₅の関係を満たす場合、フィルム層２の基材１側の表面から０．１５Ｔまでの領域における導電性材料３の体積割合ＶＰ１_0.15は、フィルム層２の他方の表面から０．８５Ｔまでの領域における導電性材料３の体積割合ＶＰ２_0.85よりも小さい（体積割合ＶＰ１_0.15＜体積割合ＶＰ２_0.85）ことが好ましい。この場合、フィルム層２の基材１側の表面から０．１５Ｔの位置までの領域に導電性材料３は含まれていないことがより好ましい。なお、熱圧着工程により、導電性材料３は、対向電極同士の間にある繊維２Ｆ同士の空隙に入り込むため、対向電極同士の間に繊維２Ｆが存在していても、導通は確保される。

繊維２Ｆは、例えば不織布状でフィルム層２の基材１側に含まれる。不織布の平均厚みは、接合性の観点から、フィルム層の厚みＴに対して０．０５Ｔ〜０．２Ｔであることが好ましい。具体的には、不織布の平均厚みは、１〜３μｍであることが好ましい。

平均厚みとは、例えば、不織布の任意の１０箇所の厚みの平均値である。厚みとは、不織布の２つの主面の間の距離である。具体的に、不織布の厚みは、上記と同じようにフィルム材１０の断面を写真に取り、フィルム層２の基材１とは反対側の表面上にある任意の１地点から基材１まで、当該表面に対して垂直な線を引いたとき、この線と重なる繊維２Ｆのうち、最も離れた位置にある２つの繊維２Ｆの間の距離として求められる。他の任意の複数地点（例えば、９地点）についても同様にして不織布の厚みを算出し、これらを平均化した数値を、不織布の平均厚みとする。上記厚みの算出に際しては、二値化処理された画像を用いても良い。

［製造装置］
以下、図４を参照しながら、本発明に係る製造装置１００の一実施形態を説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る製造装置の構成例を示す図である。製造装置１００では、基材１は、製造ラインの上流から下流に搬送される。

［基材供給部］
基材供給部２００は、製造装置１００の最上流に配置されており、例えばロール状に捲回された長尺の基材１を第１搬送コンベア２１に供給する。この場合、基材１は供給リール２２に捲回されており、供給リール２２はモータ２３の駆動により回転する。

［繊維形成部］
基材１は、第１搬送コンベア２１により、繊維形成部３００に移送される。繊維形成部３００は、繊維紡糸機構として、例えば電界紡糸機構を具備する。電界紡糸機構は、繊維形成部３００内の上方に設置された第１原料液３０を放出するための放出体３３と、放出された第１原料液３０をプラスに帯電させる帯電手段（後述参照）と、放出体３３と対向するように配置された基材１を上流側から下流側に搬送する第２搬送コンベア３４と、を備えている。第２搬送コンベア３４は、基材１とともに繊維２Ｆを収集するコレクタ部として機能する。

放出体３３の基材１の主面と対向する側には、第１原料液３０の放出口（図示せず）が複数箇所設けられている。放出口と基材１との距離は、製造装置の規模にもよるが、例えば、１００〜６００ｍｍである。放出体３３は、繊維形成部３００の上方に設置された、基材１の搬送方向と平行な第１支持体３５から下方に延びる第２支持体３６により、自身の長手方向が基材１の主面と平行になるように支持されている。

帯電手段は、放出体３３に電圧を印加する電圧印加装置３７と、第２搬送コンベア３４と平行に設置された対電極３８とで構成されている。対電極３８は接地（グランド）されている。これにより、放出体３３と対電極３８との間には、電圧印加装置３７により印加される電圧に応じた電位差（例えば２０〜２００ｋＶ）を設けることができる。なお、帯電手段の構成は、特に限定されない。例えば、対電極３８はマイナスに帯電されていても良い。また、対電極３８を設ける代わりに、第２搬送コンベア３４のベルト部分を導体から構成してもよい。

放出体３３は、導体で構成されており、長尺の形状を有し、その内部は中空になっている。中空部は第１原料液３０を収容する収容部となる。第１原料液３０は、放出体３３の中空部と連通するポンプ３２の圧力により、第１原料液タンク３１から放出体３３の中空に供給される。そして、第１原料液３０は、ポンプ３２の圧力により、放出口から基材１の主面に向かって放出される。放出された第１原料液３０は、帯電した状態で放出体３３と第２搬送コンベア３４との間の空間を移動中に静電爆発を起し、繊維状物（繊維２Ｆ）を生成する。このようにして生成された繊維２Ｆの平均繊維径は、例えば１μｍ以下である。

なお、基材１は、繊維２Ｆが堆積された後、一旦、回収（例えば、ロール状に捲回）されても良い。この場合、上記のとおり、基材１には保護シートを積層することが好ましい。

［樹脂塗工部］
続いて、基材１は、第２搬送コンベア３４により、樹脂塗工部４００に搬送される。図４では、ナイフコーティング法により塗工する場合を示している。

樹脂塗工部４００は、樹脂塗工部４００内の上方に設置された第２原料液４０を収容し、基材１に供給する第１原料液タンク４１と、第１原料液タンク４１から供給される第１原料液を基材に塗工するノズル４４と、塗工量を調整するナイフコーター４２と、基材１をより下流に搬送する第３搬送コンベア４３とを備える。第２原料液４０の塗工量は、繊維２Ｆを覆うことのできる程度であれば、特に限定されない。例えば、フィルム材１０におけるフィルム層２の厚みＴが５〜１００μｍとなる範囲になるように、塗工量を調製すれば良い。

［乾燥部］
第２原料液４０が塗工された基材１は、第３搬送コンベア４３により、乾燥部５００に搬送され、第２溶媒の一部または全部が除去される。乾燥部５００では、基材１の上方に配置された温風発生機５０から基材１に温風５１を送り、第２溶媒を気化することにより除去する。温風５１の温度は、第２溶媒が気化する温度であって、熱硬化性樹脂２Ｒが硬化しない温度であれば特に限定されず、第２溶媒および熱硬化性樹脂２Ｒの種類によって適宜設定することができる。

［回収部］
第４搬送コンベア５２により乾燥部５００から搬出されたフィルム材１０は、搬送ローラ６１を介して、より下流側に配置されている回収部６００に回収される。回収部６００は、搬送されてくるフィルム材１０を捲き取る回収リール６２を内蔵していても良い。この場合、回収リール６２はモータ６３の駆動により回転する。

製造装置１００は、乾燥部５００と回収部６００との間に、保護シートを積層する積層部および／または得られたフィルム材１０（あるいはフィルム層２のみ）を所望の大きさおよび形状に裁断する裁断部（いずれも図示せず）を備えていても良い。保護シートは特に限定されず、上記と同じものが例示できる。裁断の方法も特に限定されない。例えば、回転式カッターまたはストレート型カッター等を用いてせん断する方法が挙げられる。

繊維形成部３００、樹脂塗工部４００および乾燥部５００は、図４に示すように、連結されて一つの装置を構成していても良い。この場合、基材１が、繊維形成部３００、樹脂塗工部４００および乾燥部５００を移動する間、基材１は一度も回収（例えば、ロール状に捲回）されることなく、フィルム材１０を製造することが可能となる（いわゆる、ロールツーロール（Roll to roll）製法）。そのため、生産性はさらに向上する。さらに、繊維形成部３００と樹脂塗工部４００との間および／または樹脂塗工部４００と乾燥部５００との間に回収部（例えば、リール）を配置する必要がないため、省スペース化が図れる。

あるいは、基材１が繊維形成部３００を経た後、一旦、基材１を回収し、離れた場所にある樹脂塗工部４００および乾燥部５００へと搬送されても良い。この場合、既存の樹脂塗工部および乾燥部を利用することができるというメリットがある。

本発明の製造方法および製造装置によれば、耐熱性が高く、転写性にも優れるフィルム材を高い生産性で製造することができる。また、本発明の方法により得られるフィルム材は、耐熱性および転写性が要求される回路部材同士を接合するためのフィルム状の接合材料（例えば、ＡＣＦ、ＮＣＦ、ダイボンドフィルムなど）として適する。

１：基材、２：フィルム層、２Ｆ：繊維、２Ｒ：熱硬化性樹脂、３：導電性材料、１０：フィルム材、２１：第１搬送コンベア、２２：供給リール、２３：モータ、３０：第１原料液、３１：第１原料液タンク、３２：ポンプ、３３：放出体、３４：第２搬送コンベア、３５：第１支持体、３６：第２支持体、３７：電圧印加装置、３８：対電極、４０：第２原料液、４１：第２原料液タンク、４２：ナイフコーター、４３：第３搬送コンベア、４４：ノズル、５０：温風発生機、５１：温風、５２：第４搬送コンベア、６１：搬送ローラ、６２：回収リール、６３：モータ、１００：製造装置、２００：基材供給部、３００：繊維形成部、４００：樹脂塗工部、５００：乾燥部、６００：回収部

Claims

基材を準備する第１準備工程と、
繊維の原料となる第１樹脂および第１溶媒を含む第１原料液を準備する第２準備工程と、
熱硬化性の第２樹脂および第２溶媒を含む第２原料液を準備する第３準備工程と、
前記基材上で前記第１原料液を噴射して、前記第１原料液から前記第１樹脂を含む繊維を生成させ、前記基材に前記繊維を堆積させる繊維堆積工程と、
前記基材に堆積された前記繊維を覆うように、前記第２原料液を塗工する樹脂塗工工程と、
前記塗工された第２原料液に含まれる前記第２溶媒を除去する乾燥工程と、を含む、フィルム材の製造方法。
基材を準備する第１準備工程と、
繊維の原料となる第１樹脂および第１溶媒を含む第１原料液を準備する第２準備工程と、
熱硬化性の第２樹脂および第２溶媒を含む第２原料液を準備する第３準備工程と、
前記基材上で前記第１原料液を噴射して、前記第１原料液から前記第１樹脂を含む繊維を生成させ、前記基材に前記繊維を堆積させる繊維堆積工程と、
前記基材に堆積された前記繊維を覆うように、前記第２原料液を塗工する樹脂塗工工程と、
前記塗工された第２原料液に含まれる前記第２溶媒を除去する乾燥工程と、を含み、
前記第１樹脂の軟化開始温度ＳＴ１が、前記乾燥工程後の前記第２樹脂の軟化開始温度ＳＴ２より高い、フィルム材の製造方法。
前記繊維堆積工程が、電界紡糸法により行われる、請求項１または２に記載のフィルム材の製造方法。
前記堆積される繊維の繊維径が、１μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム材の製造方法。
前記第２原料液が、さらに導電性材料を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルム材の製造方法。
さらに、前記基材を搬送ベルトで搬送する搬送工程を含み、
前記搬送工程で搬送される基材に対して、前記繊維堆積工程、前記樹脂塗工工程および前記乾燥工程を連続的に行う、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルム材の製造方法。
基材を搬送ベルトに供給する、基材供給部と、
搬送される前記基材の上方で、繊維の原料となる第１樹脂および第１溶媒を含む第１原料液から前記第１樹脂を含む繊維を生成させ、生成した前記繊維を、前記基材に堆積させる、繊維形成部と、
前記繊維形成部の下流に配置され、搬送される前記基材の繊維が堆積された面に、前記繊維を覆うように、熱硬化性の第２樹脂および第２溶媒を含む第２原料液を塗工する、樹脂塗工部と、
前記樹脂塗工部の下流に配置され、搬送される前記基材に塗工された前記第２原料液に含まれる前記第２溶媒を除去して、フィルム材を形成する、乾燥部と、
前記乾燥部から送り出される前記フィルム材を捲き取る回収部と、を具備する、フィルム材の製造装置。