JPWO2003049925A1 - フィルム積層方法及び積層装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板にフィルム状組成物を積層する方法及び積層装置に関する。
背景技術
従来、プリント基板にレジストフィルムをラミネートする方法として、加熱下、基板とフィルムとを厚さ方向に加圧して貼り合わせる方法が知られている。この方法では、加熱によるフィルムの粘度低下と加圧とによって、基板へのフィルムの密着性の向上と、基板上の凹凸を被覆する際に基板−フィルム間に気泡が混入しないための凹凸被覆性の向上とが図られている。
しかし、上記方法における加熱条件は基板やフィルムの材質により制限されるため、フィルムの粘度を十分に低下せしめるだけの加熱を行うことができない場合には十分な積層効率を得ることが困難となる。特に、フィルムが反応性物質を含む場合には、加熱温度や加熱時間についての制限が厳しく、基板への密着性や基板上の凹凸被覆性が不十分となりやすい。また、実際の作業において、上記の加熱効果を得るためには予め基板や積層装置を所定の温度に加熱しておく必要があり、これにより基板やフィルムが劣化する場合がある。
そこで、上記の問題を解決すべく、フィルムの加熱を必ずしも必要としない積層方法・装置が検討されている。例えば特開昭55−148486号公報には、基板とフィルムとの積層方向に沿って加圧手段を揺動させるフィルムラミネート装置が開示されている。また、特開昭62−60645号公報には、電磁式バイブレータ等によりラミネートローラを振動させて基板−フィルム間に抱き込まれた空気を除去するラミネート装置が開示されている。
発明の開示
しかしながら、上記従来のラミネート装置であっても、高水準の密着性及び凹凸被覆性を達成することは必ずしも容易ではなく、基板の凹凸部にフィルムが入り込まずに密着不良を生じることが多い。
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、基板上にフィルムを積層するに際し、フィルムの基板に対する密着性及び凹凸被覆性が十分に高く、基板の凹凸部へのフィルムの埋め込み性を高水準で達成可能なフィルム積層方法及び積層装置を提供することを目的とする。
すなわち、本発明のフィルム積層方法は、基板上にフィルムを積層するに際し、基板又はフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与えるものである。
本発明のフィルム積層方法では、基板上にフィルムを積層する際に、基板又はフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与えることによって、音響振動エネルギー作用によりフィルムの弾性変形、塑性変形、基板−フィルム間の原子間接合、摩擦熱等が生じるため、フィルムの基板への密着性及び凹凸被覆性を十分に高めることができ、基板の凹凸部へのフィルムの埋め込み性を高水準で達成することが可能となるものと、本発明者らは推察する。
本発明のフィルム積層方法においては、基板上に前記フィルムを配置して厚さ方向に加圧すると共に、基板又はフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与えることが好ましい。加圧と音波付与とを同時に行うことで、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果により、フィルムの基板への密着性及び凹凸被覆性をより高めることができる。
また、本発明のフィルム積層方法は、基板上にフィルムを配置して加圧する加圧工程と、加圧工程後の基板又はフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える音波付与工程と、を有していてもよい。加圧工程の後で音波付与工程を行うことによっても、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果が得られ、フィルムの基板への密着性及び凹凸被覆性をより高めることができる。
また、本発明のフィルム積層方法は、基板上にフィルムを配置して基板又はフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える音波付与工程と、音波付与工程後の基板とフィルムとを厚さ方向に加圧する加圧工程と、を有していてもよい。音波付与工程の後で加圧工程を行うことによっても、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果が得られ、フィルムの基板への密着性及び凹凸被覆性をより高めることができる。
また、本発明のフィルム積層方法は、音波の周波数が16kHz以上であることが好ましい。周波数16kHz以上の音波を用いることによって、フィルムへの密着性及び凹凸被覆性をより向上させることができる。
本発明のフィルム積層方法によれば、基板が導電性金属層を備えるものであり、フィルムが感光性樹脂組成物又は熱硬化性樹脂組成物からなる層を備えるものである場合にも、十分に高水準の埋め込み性を達成することができる。なお、従来、導電性金属層を備える基板上に感光性樹脂組成物からなるフィルムを積層する場合には、加熱条件の制限等により密着性、凹凸被覆性が不十分となりやすい。
本発明のフィルム積層装置は、基板又は該基板上に配置されたフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える音波発生手段を備えるものである。これにより、音響振動エネルギーの作用によるフィルムの弾性変形、塑性変形、基板−フィルム間の原子間接合、摩擦熱等を効率よく且つ確実に生じさせることができ、高水準の密着性及び凹凸被覆性をもって基板上へのフィルムの積層を行うことが可能となるものと、本発明者らは推察する。
また、本発明のフィルム積層装置は、基板とフィルムとを厚さ方向に加圧する加圧手段をさらに備えることが好ましい。かかる加圧手段と音波発生手段とにより、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果が得られ、フィルムの基板への密着性及び凹凸被覆性をより高めることができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付することとし、重複する説明は省略する。
本発明のフィルム積層方法及び装置は、基板又はフィルムに音波を与え、その音響振動エネルギー作用によりフィルムの基板に対する密着性及び凹凸被覆性を高めるものであり、フィルム等を加熱せずとも十分な積層効率を達成可能なものである。従って、本発明にかかる基板及びフィルムは、上記の音響振動エネルギー作用により密着性及び凹凸被覆性が高められるものであれば特に制限されない。
例えば基板としては、銅箔等の導電性金属層を備え、該導電性金属層に凹凸が形成されたプリント基板、あるいはさらにガラス基板等が使用可能である。
また、フィルムとしては、感光性樹脂組成物や熱可塑性樹脂組成物からなる層を有するものが使用可能である。特に、光重合性化合物等を配合した感光性樹脂組成物からなるフィルムのように加熱条件の制限等があるものを用いた場合であっても、当該フィルムの基板上への積層を好適に行うことができる。かかる樹脂としては、アクリル系樹脂、メタクリン系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、アミド系樹脂、アミドエポキシ系樹脂、アルキド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂等が挙げられる。また、光重合性化合物としては、例えば分子内に少なくとも1つの重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物、より具体的には、多価アルコールにα,β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、ビスフェノール系(メタ)アクリレート化合物、分子内にウレタン結合を有する(メタ)アクリレート化合物、(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。
図1は本発明の第1実施形態に係るフィルム積層装置を示す概略構成図である。図1に示したフィルム積層装置は、基板1及びフィルム2を支持する支持台5の上面側に音波発生装置4を備えている。音波発生装置4は、所定の周波数を有する音波を発する振動子41、並びに振動子41から発せられた音波をフィルム2に向けて集音するホーン42を含んで構成されており、支持台5の上面に沿って所定の方向(例えば図中の矢印方向)に移動することができる。
上記の構成を有するフィルム積層装置を用いて基板1上にフィルム2を積層する際には、支持台5上で基板1上にフィルム2が積層されるように配置し、音波発生装置4を支持台5の上面に沿って移動させながら所定の周波数を有する音波をフィルム2に与える。これにより、音響振動エネルギー作用により基板1とフィルム2との密着性及び凹凸被覆性を十分に高めることができる。
ここで、本発明で用いられる音波の周波数は、16kHz以上であることが好ましく、20kHz以上であることがより好ましい。当該周波数が前記下限値未満であると、密着性及び凹凸被覆性が低下する傾向にある。また、音波の周波数は、1GHz以下であることが好ましく、10MHz以下であることがより好ましく、300kHz以下であることがさらに好ましい。
図2は本発明の第2実施形態に係るフィルム積層装置を示す概略構成図である。図2に示した装置では、基板1及びフィルム2を支持する支持台5の上面側に、加圧部材31及びエアシリンダ32を備える加圧装置3が配置されている。加圧部材31はエアシリンダ32からの圧力により支持台5の上面と垂直な方向に移動可能となっている。これにより、基板1及びフィルム2を厚さ方向に加圧する際に、基板1上に凹凸が形成されている場合であっても、その起伏に沿って所定の圧力を保持しながら加圧することができる。
また、当該装置においては、音波発生装置4が加圧装置3に隣設配置されている。振動子41で発生した音波はホーン42を介して加圧部材31に与えられる。
上記の構成を有するフィルム積層装置を用いて基板1上にフィルム2を積層する際には、支持台5上で基板1上にフィルム2が積層されるように配置し、エアシリンダ32により加圧部材31を押し下げることによって、基板1及びフィルム2の厚さ方向に所定の圧力が加えられる。そして、かかる加圧の際に音波発生装置4で発生する所定の周波数を有する音波を加圧部材31に与えることによって、当該音波が加圧部材31を介してフィルム2に伝達され、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果により、基板1とフィルム2との密着性及び凹凸被覆性を十分に高めることができる。
また、加圧部材31を介してフィルム2に音波を伝達することによって、加圧部材31が当接する基板1とフィルム2との積層部位に当該音波が効率よく且つ確実に与えられるので、非常に高水準の積層効率を達成することができる。
加圧装置3によりフィルム2に加えられる圧力は、0.1〜1MPaであることが好ましい。当該圧力が前記下限値未満であると、フィルム2等に音波を与えてもフィルム2の基板1に対する密着性及び凹凸被覆性が低下する傾向にある。他方、当該圧力が前記上限値を超えると、基板1に加えられる負荷が過剰に大きくなって基板1が損傷する等の問題が生じるおそれがある。
図3は本発明の第3実施形態に係るフィルム積層装置を示す概略構成図である。図3に示した装置では、2個の音波発生装置4が、ホーン42が加圧部材31と基板5との間の積層部位に向けて配置されており、音波発生装置4からの音波がフィルム2に直接与えられるようになっている。
第3実施形態では、音波発生装置4からの音波がフィルム2に直接与えられる点が図2に示した装置と異なるだけで、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果により、基板1とフィルム2との密着性及び凹凸被覆性が高められるという効果が得られる点については第2実施形態と同様である。また、このように加圧部材31を介さずにフィルム2に直接音波を与えることによって、エアシリンダ31の軸部等の損傷を低減することができ、装置の長寿命化を図ることができる。
また、音波発生装置4の数は、基板1とフィルム2との積層部位に十分な音波を与えることが可能であれば特に制限されず、1個でも3個以上であってもよい。
図4は本発明の第4実施形態に係るフィルム積層装置を示す概略構成図である。図4に示した装置は、加圧部材として対向する加圧ローラ33a、33bを備えており、加圧ローラ33a、33bはそれぞれ回転軸34a、34bを中心として回転可能となっている。また、加圧ローラ33a(回転軸34a)を支持するホルダ35には、発振子41により発生しホーン42で集音された音波が伝えられる。さらに、当該装置は複数の移送ローラ6を備えており、積層された基板1及びフィルム2を加圧ローラ33a、33bの間に移送することができる。
第4実施形態では、フィルム2が配置された基板1が移送ローラ6により加圧ローラ33a、33bの間に移送され、エアシリンダ32により加圧ローラ33aが押し下げられて、基板1及びフィルム2が厚さ方向に加圧される。このとき、音波発生装置4からの音波が、ホルダ35、加圧ローラ33aを介してフィルム2に伝達されるので、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果により、基板1とフィルム2との密着性及び凹凸被覆性が高められる。
また、このように加圧ローラ33a、33b及び移送ローラ6を用いることによって、エアシリンダ31からの圧力及び音波発生装置4からの音波が、加圧ローラ間のフィルム2の移送方向に垂直な当接部位において均一に伝達される。またかかる積層工程は連続的に行われるので、積層効率をより高めることができる。
図5は本発明の第5実施形態に係るフィルム積層装置を示す概略構成図である。図5に示した装置は、基板1及びフィルム2を支持する支持台5の上面側に加圧装置3及び音波発生装置4を備えている。加圧装置3は支持台5の上面に対向配置された加圧ローラ33を備えており、加圧ローラ33の回転軸34をホルダ35で支持することで加圧ローラ33が回転可能となっている。音波発生装置4は、上記実施形態と同様に、発振子41及びホーン42を含んで構成されている。加圧装置3及び音波発生装置4は支持台5の上面に沿って所定の方向(例えば図中の矢印方向)に移動可能である。
第5実施形態においては、基板1上にフィルム2が配置された後、加圧装置3により基板1及びフィルム2の厚さ方向に加圧され、さらに音波発生装置4により音波が付与される。このように加圧工程の後で音波付与工程を行った場合にも、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果により、基板1とフィルム2との密着性及び凹凸被覆性が高められる。
図6は本発明の第6実施形態に係るフィルム積層装置を示す概略構成図である。図6に示した装置は、加圧装置3及び音波発生装置4の配置がそれらの移動方向に対して反対となっている点が異なるだけで、それ以外は図5に示した装置と同様の構成を有している。
第6実施形態においては、基板1上にフィルム2が配置された後、音波発生装置4からの音波が付与され、さらに加圧装置3により基板1及びフィルム2の厚さ方向に加圧される。このように音波付与工程の後で加圧工程を行った場合にも、加圧と音響振動エネルギー作用との相乗効果により、基板1とフィルム2との密着性及び凹凸被覆性が高められる。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば図1〜6に示した装置はいずれも音波をフィルム2に与えて基板1との積層を行うものであるが、基板1に音波を与えてもよく、また、基板1、フィルム2の双方に音波を与えてもよい。さらに、基板1に音波を与える場合には、支持台5に音波を与える音波発生装置を別個に設け、支持台5を介して基板1に音波を与えることができる。
また、上記実施形態のいずれにおいても、支持台5の代わりに移送ローラ6、あるいは移送ローラ6の代わりに支持台5を用いることができる。
[実施例]
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
(実施例1)
図2に示した構成を有する装置を用いて、銅箔上に深さ5〜9μmのキズを付けた銅張積層板(商品名:MCL−E−679、日立化成工業(株)社製)上に感光性フィルム(商品名:フォテックRY−3025、日立化成工業(株)社製)を積層した。すなわち、23℃にて銅張積層板と感光性フィルムの感光性樹脂組成物層とを貼り合わせ、厚さ方向に0.4MPaで加圧しながら周波数28kHzの音波を与えて積層体を得た。
得られた積層体における銅張積層板のキズへのフィルムの埋め込み性を以下の基準:
A:フィルムが5〜9μmのキズの全てに充分に埋め込まれている
B:フィルムが5〜7μmまでのキズに埋め込まれている
C:フィルムが5μmのキズに埋め込まれているか、又は全く埋め込まれていない
に基づいて評価した。得られた評価結果を表1に示す。
(実施例2)
音波の周波数を40kHzとしたこと以外は実施例1と同様にして銅張積層板上に感光性フィルムを積層し、埋め込み性の評価を行った。得られた評価結果を表1に示す。
(実施例3)
音波の周波数を10kHzとしたこと以外は実施例1と同様にして銅張積層板上に感光性フィルムを積層し、埋め込み性の評価を行った。得られた評価結果を表1に示す。
(比較例1)
高温常圧ラミネータ装置を用い、実施例1と同様の銅張積層板と感光性フィルムとを貼り合わせ、フィルムを110℃に加熱しながら厚さ方向に0.4MPaで加圧して積層体を得た。
得られた積層体について、実施例1と同様にして埋め込み性の評価を行った。得られた評価結果を表1に示す。
(比較例2)
バイブレーションラミネータ(大成ラミネーター(株)社製)を用い、実施例1と同様の銅張積層板と感光性フィルムとを貼り合わせ、厚さ方向に0.4MPaで加圧しながらフィルムに25,000c/minの振動を与えて積層体を得た。かかる積層工程は23℃で行った。
得られた積層体について、実施例1と同様にして埋め込み性の評価を行った。得られた評価結果を表1に示す。
(比較例3)
フィルムを110℃に加熱したこと以外は比較例3と同様にして銅張積層板と感光性フィルムとの積層を行った。
得られた積層体について、実施例1と同様にして埋め込み性の評価を行った。得られた評価結果を表1に示す。
(実施例4)
図2に示した構成を有する装置を用いて、厚さ18μmの銅箔上に深さ7μm、幅100μmのキズを付けた銅張積層板上に感光性フィルム(商品名:H−W425、日立化成工業(株)社製、流動性:140μm)を積層した。すなわち、23℃にて銅張積層板と感光性フィルムの感光性樹脂組成物層とを貼り合わせ、厚さ方向に0.4MPaで加圧しながら周波数28kHzの音波を与えて積層体を得た。このときのラミネート温度は80℃、ラミネート速度は1.5m/分とした。また、銅張積層板と感光性フィルムとを積層するに際し、基板の予熱は行わなかった。得られた積層体の電子顕微鏡写真(倍率:1,500,000倍、以下同様)を図7に示す。
(実施例5)
銅箔に付けるキズの幅を200μmとしたこと以外は実施例4と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図8に示す。
(実施例6)
銅箔に付けるキズの幅を400μmとしたこと以外は実施例4と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図9に示す。
(実施例7)
銅箔に付けるキズの幅を300μmとしたこと、並びに感光性フィルムとしてFR−5025(日立化成工業(株)社製)を用いたこと以外は実施例4と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図10に示す。
(実施例8)
銅箔の厚さを35μm、キズの幅を400μmとしたこと以外は実施例7と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図11に示す。
(比較例4)
音波付与を行わなかったこと以外は実施例4と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図12に示す。
(比較例5)
音波付与を行わなかったこと以外は実施例5と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図13に示す。
(比較例6)
音波付与を行わなかったこと以外は実施例6と同様にして銅張積層板上への感光性フィルムの積層を行った。得られた積層体の電子顕微鏡写真を図14に示す。
図7〜図11に示したように、実施例4〜8ではキズへのフィルムの埋め込み性が良好であることが確認された。一方、図12〜図14に示したように、比較例4〜6の場合は、銅張積層板とフィルムとの間に空隙が生じたり、フィルムの埋め込み部分にムラが生じたりして、十分な埋め込み性が得られなかった。
産業上の利用可能性
以上説明した通り、本発明のフィルム積層方法及び装置によれば、基板上にフィルムを積層する際に、基板又はフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与えることによって、音響振動エネルギー作用により、フィルムの基板への密着性及び凹凸被覆性を十分に高めることができ、高水準の埋め込み性が達成可能となる。
【図面の簡単な説明】
図1は本発明の第1実施形態にかかるフィルム積層装置を示す概略構成図である。
図2は本発明の第2実施形態にかかるフィルム積層装置を示す概略構成図である。
図3は本発明の第3実施形態にかかるフィルム積層装置を示す概略構成図である。
図4は本発明の第4実施形態にかかるフィルム積層装置を示す概略構成図である。
図5は本発明の第5実施形態にかかるフィルム積層装置を示す概略構成図である。
図6は本発明の第6実施形態にかかるフィルム積層装置を示す概略構成図である。
図7は実施例4で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図8は実施例5で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図9は実施例6で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図10は実施例7で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図11は実施例8で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図12は比較例4で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図13は比較例5で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
図14は比較例6で得られた積層体の電子顕微鏡写真である。
Claims (8)
- 基板上にフィルムを積層するに際し、前記基板又は前記フィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与えるフィルム積層方法。
- 前記基板上に前記フィルムを配置して厚さ方向に加圧すると共に、前記基板又は前記フィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える、請求項1に記載のフィルム積層方法。
- 前記基板上に前記フィルムを配置して加圧する加圧工程と、
前記加圧工程後の前記基板又は前記フィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える音波付与工程と、
を有する、請求項1に記載のフィルム積層方法。 - 前記基板上に前記フィルムを配置して前記基板又は前記フィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える音波付与工程と、
前記音波付与工程後の前記基板と前記フィルムとを厚さ方向に加圧する加圧工程と、
を有する、請求項1に記載のフィルム積層方法。 - 前記音波の周波数が16kHz以上である、請求項1に記載のフィルム積層方法。
- 前記基板が導電性金属層を備えるものであり、前記フィルムが感光性樹脂組成物又は熱硬化性樹脂組成物からなる層を備えるものである、請求項1に記載のフィルム積層方法。
- 基板又は該基板上に配置されたフィルムの少なくとも一方に所定の周波数を有する音波を与える音波発生手段を備えるフィルム積層装置。
- 前記基板上に配置された前記フィルムを厚さ方向に加圧する加圧手段をさらに備える、請求項7に記載のフィルム積層装置。
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