挠性积层板的制造方法

专利名称：挠性积层板的制造方法
技术领域：
本发明是关于由金属箔与树脂层所构成的长条状挠性积层板的制造方法。
背景技术：
挠性积层板乃层积金属箔与树脂层而成，具有可挠性，因此可用于要求柔软性与弯曲性的部分，对电子机器的小型化、轻量化很有贡献。挠性积层板之中，在树脂层中采用聚酰亚胺，因为耐热性与尺寸安定性均优越，因而广泛地使用于行动电话或信息终端机用的配线基板用途。制造挠性积层板的方法，有例如使用环氧树脂等接着剂使薄膜状聚酰亚胺与金属箔贴合的方法，或者在金属箔上直接涂布聚酰亚胺树脂溶液而进行制造的方法，其中采用后者所获得，可制造出受接着剂影响导致特性降低的情形少，且活用聚酰亚胺树脂特性的挠性贴铜积层板。揭示以此方式制造挠性积层板的方法，请参照日本特许3034838号公报。
如上述的直接在金属箔上涂布聚酰亚胺树脂溶液而制造挠性积层板时的不良现象，有例如发生卷曲(curl)、发生波浪形皱折、树脂层起泡、铜箔氧化劣化等。该等不良现象之中，因为在挠性积层板制造步骤中发生波浪形皱折，将导致制品不良而使良率降低，因此有提供无波浪形皱折的挠性积层板的制造方法的要求。
企图改良不良现象等的方法之一，有例如日本特开昭64-80530号公报中所揭示，包含有使挠性金属箔积层板的金属箔在内侧，在拉紧状态下于特定棒的曲面上朝长度方向滑动的步骤，以修正挠性金属箔积层板的金属箔与聚合体薄膜层的层间的尺寸差的方法。
(专利文献1)日本特许3034838号公报(专利文献2)
日本特开昭64-80530号公报按照专利文献2所揭示的方法，利用修正层间尺寸差而修正卷曲，便可使后续步骤中的处理变为容易。但是，此专利文献所揭示的手段，是以矫正金属箔与聚合体薄膜层间的层间尺寸差为目的，若要用来矫正挠性积层板制造时发生的波浪形皱折，事实上会有困难。

发明内容
本发明的目的在于提供一种可矫正挠性积层板制造步骤中发生的波浪形皱折的挠性积层板的制造方法。
本发明人为解决上述问题而深入探讨其制造步骤与方法，结果发现在金属箔上形成源自树脂溶液的树脂层之后，在进行搬送的步骤中，于加热环境下采用辊，使形成有树脂层的金属箔通过使辊面与由上述金属箔及树脂层所构成的积层板的金属箔面在施加有张力的状态下密接的步骤，即可进行波浪形皱折的矫正，因而完成本发明。
亦即，本发明的挠性积层板的制造方法，是具有金属箔与树脂层的长条状挠性积层板的制造方法，其特征为于金属箔上形成源自树脂溶液的树脂层而形成积层板后，于150至450℃环境下，在使金属箔面与表面为金属制且半径100至1500mm的平坦化用辊的辊面的辊圆周长2/5至4/5的范围接触，且朝积层板流动方向施加张力的状态下，进行使辊旋转同时以1至10m/min的速度范围接触搬送积层板的步骤之后，连续地将长条状的挠性积层板卷绕起来的挠性积层板的制造方法。其中，本发明的较佳态样为(1)配置2至5个平坦化辊，在各个辊上，以上述条件接触搬送积层板；(2)在使辊面与金属箔面接触之前或之后，配置压缩气体喷射装置，并进行利用从该压缩气体喷射装置喷射出的压缩气体来消除松弛的步骤；(3)施加于积层板的张力在100至300N/m的范围；或(4)金属箔为铜箔，树脂层为聚酰亚胺树脂层。
依照本发明的挠性积层板的制造方法的话，可矫正积层板的金属箔面的凹凸与皱折。结果可获得平滑的积层板，可使后续步骤中的处理容易进行，而且可将对积层板的金属箔施行蚀刻加工时所发生的树脂层尺寸变化的偏差，减少至最小限，产业上的利用价值很高。


第1图是本发明的平坦化步骤说明图。
具体实施例方式
以下，针对本发明进行详述。
本发明是关于挠性积层板的制造方法，在此所制造的挠性积层板为长条状。其单位通常为宽200至1500mm，长50至3000m。挠性积层板的制造步骤概略包含有a)准备金属箔与树脂溶液的步骤；b)将树脂溶液涂布于金属箔上的步骤；c)使涂布于金属箔上的树脂溶液干燥或硬化而形成积层体的步骤；d)将积层体卷成卷筒状的步骤，但可视需要附加其它步骤。
本发明中所采用的金属箔虽并无特别针对其种类进行限制，但是最好选择自铜箔或不锈钢箔。本发明中所谓“铜箔”的情况，乃定义为涵盖“铜箔合金”在内。所谓“铜箔合金”是指以必须含有铜，并含有如铬、锆、镍、硅、锌、铍等铜以外的至少1种不同种元素的合金箔，且铜含有率在90重量％以上。金属箔的厚度最好在5至100μm范围，特别以12至50μm为佳。若厚度低于5μm的话，在制造步骤中，积层板将发生卷曲导致搬送变得困难，反之，若超过100μm的话，在形成积层板时将无法获得充分的弯曲性，因而最好避免。
树脂最好为耐热性树脂，具体而言可举例如聚酰亚胺树脂、液晶树脂等。聚酰亚胺树脂是如聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺等，在其结构中具有酰亚胺键结的话便可。此树脂为了涂布成均匀厚度，可采用树脂溶液形式。在此所谓“树脂溶液”的情况时，亦涵盖其前驱物树脂溶液的状态。形成树脂溶液所采用的溶剂，最好为可溶解树脂，且沸点偏低，但是亦可不要将树脂合成时所采用的反应溶剂予以去除，而直接使用。
将树脂溶液涂布于金属箔上的方法，可采用周知手段。具体而言，可举例如刮刀涂布(blade coater)方式、刀式涂布(knife coater)方式、逆转涂布(reverse coater)方式等。
在上述涂布步骤中，于在金属箔上涂布树脂溶液之后，通常为了去除树脂溶液中的溶剂，或者为了促进聚合反应，而进行干燥或加热，以形成金属箔上形成有树脂层的积层板。当涂布树脂前驱物溶液的情况时，则在此时使的硬化。干燥后的树脂层的较佳厚度范围为6至80μm范围，特别以12至50μm范围为佳。若树脂层厚度低于6μm的话，作为积层板而实际使用时强度将嫌不足，反之，若超过80μm的话，柔软性与弯曲性将嫌不足。
上述树脂层虽由单层构成的话便可，但是最好由复数层构成。当将树脂层设定为复数层聚酰亚胺树脂层的情况时，与金属箔接触的树脂层最好采用具有良好接着性。具有良好接着性的聚酰亚胺树脂可举例如玻璃转移温度在350℃以下。此外，未与金属箔接触的中间层，从尺寸安定性的观点而言，最好采用相对于温度变化的尺寸变化率(即，线膨胀是数)在30×10-6/℃以下(特别是20×10-6/℃以下)的低热膨胀性树脂。当聚酰亚胺树脂层形成2层以上的复数层的情况时，低热膨胀性树脂层的厚度(L)、与线膨胀是数较其为高的高热膨胀性树脂层的厚度(H)之比，设定在H/L＝0.1至0.5的范围较为有利。其中，厚度L与H在各树脂层由复数树脂层所构成的情况时，是指其总厚度。另外，当聚酰亚胺层为多层的情况时，所有聚酰亚胺层的线膨胀是数最好设定在30×10-6/℃以下。
进行干燥或硬化而形成积层体的步骤结束后，便进行将积层体卷成卷筒状的步骤。在本发明中，亦可于此形成卷筒状的步骤中进行平坦化步骤，在将积层体暂时卷成滚筒状(称“暂时卷绕”)之后，再度将其拉出并进行平坦化步骤，使之平坦化之后再卷成滚筒状。后者的方法虽具有在设备上可小型化的优点，但是因为前者的方法可连续地生产，因而具有生产性良好的优点，所以前者的方法较为有利。另外，不进行平坦化步骤的卷绕虽可采用周知的方法，但是因为积层体较容易发生波浪形皱折，导致不良率增加。所以，在本发明中，便在将积层体卷成滚筒状的步骤、或暂时卷绕后再形成滚筒状的步骤的任一步骤中进行平坦化步骤。
对经加热或干燥而得的积层体进行平坦化的步骤，是将卷绕积层体的辊设置于进行搬送的生产线内。以下，藉由图式说明此部份。第1图所示是用以说明此平坦化步骤的说明图，积层体1是经由导辊4而与平坦化用辊2与3的金属表面接触，接受平坦化处理并经由导辊5而传送至未图标的卷取辊卷成卷筒状。此平坦化用辊在图中虽显示为2个的例子，但至少1个以上便可，最好采用复数个，以2至5个为恰当。虽然即使1个平坦化用辊亦可矫正皱折，但是若使用复数个的话，因为可拉长积层体与平坦化用辊的接着时间，因此可使皱折矫正变得更容易。
平坦化用辊的大小是需要半径在100至1500mm范围内，最好在150至1000mm范围。若半径低于100mm的话，因为辊的曲率偏大，因而树脂层与金属箔将产生塑性变形，积层板较容易发生卷曲。反之，若半径超过1500mm的话，在使积层板密接于辊而进行皱折矫正时，便颇难施加所需要的张力。辊的材质虽最好为金属、陶瓷等刚性与耐热性较高的材料，但为了保持积层板表面的金属箔的品质，辊表面必须为金属制。此情况下，最好对表面施行防锈处理。
此平坦化步骤是在加热环境下执行。一般因为树脂层中所使用树脂的玻璃转移温度与热变形温度在150℃以上，因而在此以下的温度中仅引起弹性变形，所以树脂层的皱折将颇难进行矫正。反之，若超过450℃的温度的话，树脂层的化学结构本身将产生变化，因而最好避免。所以，搬送步骤的环境温度必须设定在150至450℃范围内，最好在200至450℃范围内。特别是以聚酰亚胺树脂作为树脂层的情况时，从上述理由观之，最好在300至400℃环境下进行接触搬送。
在搬送步骤中，是使积层体的金属箔面在内侧密接于平坦化用辊的曲面上，且此时是在积层板流动方向对积层板施加张力的状态下进行搬送。对积层板施加的张力，可利用从视需要而配置于平坦化用辊前后的压缩气体喷射装置，例如喷气转向器(air turn)6与7所喷出空气的压力、辊的旋转速度、积层板的搬送速度等加以控制。对积层板施加的张力的范围，最好在100至300N/m的范围内。若此范围低于100N/m的话，可能发生颇难使积层板的金属箔面平坦地密接于辊上的状况，反之，若超过300N/m压力的话，在搬送步骤中积层板将被朝流动方向拉伸，尺寸变化率恐将发生非等向性的情况。
此压缩气体喷射装置，具体而言是为喷气转向器(air turn)，在图中虽显示分别配置于平坦化用辊2之前与平坦化用辊3之后，但是藉由调整平坦化用辊与导辊的配置位置等，则即使为0个亦可。但是，使用2个以上平坦化用辊时，最好至少每1个平坦化用辊设置1个喷气转向器。尤其，在使用2个以上平坦化用辊时，最好在各辊间配置喷气转向器。此喷气转向器不仅调整张力，而且去除松弛，以达确实平坦化。
所以，最好在使积层板的金属箔面与辊面进行密接之前或后，利用压缩气体喷射装置喷射出空气或氮气等，以执行松弛去除。藉由进行此松弛去除步骤，便可使金属箔面与辊面在所有部分均轻易地呈现均匀密接状态，而且亦可防止积层板脱离辊后的松弛的再度发生。
积层板的金属箔面与辊面密接的范围，必须设定为辊圆周长的2/5至4/5。换句话说，若将此平坦化用辊设定为半径r的圆柱状的话，因为圆周为2πr，因此便在4/5πr至8/5πr范围内进行接触。若此密接范围低于辊圆周长的2/5的话，将无法充分地抑制皱折。反之，若密接范围超过辊圆周长的4/5的话，将颇难使积层板的金属箔面与辊面间的接触面在所有范围内均呈现均匀密接的状态，结果便无法有效地突显本发明效果。
搬送步骤的搬送速度是设定为1至10m/min。低于1m/min的速度时，积层板被放置于加热环境下的时间将变长，积层板容易发生卷曲，反之，超过10m/min的速度时，金属箔与辊的密接时间将变短，颇难充分地矫正皱折。
金属箔及挠性积层板是连续地搬送经过包含上述涂布步骤、干燥步骤、平坦化步骤在内的卷绕步骤，并以不致发生卷绕偏斜、皱折、松弛等现象的方式，一边施加拉引张力，一边卷绕于塑料或纸制芯材上。依此藉由连续地进行全部的步骤，便可生产性佳地制造挠性积层板。但是，亦可在暂时卷绕经过干燥步骤的积层板之后，再重新进行含平坦化步骤在内的卷绕步骤。
(实施例)以下，揭示本发明的实施例，更详尽地说明本发明，惟本发明并不仅限于此。
实施例1准备溶解于N，N-二甲基乙酰胺中的聚酰胺酸树脂溶液A(2500cp/24℃)、与聚酰胺酸树脂溶液B(28000cp/24℃)作为树脂溶液。准备宽度540mm、长度540m、厚度12μm的长条状电解铜箔作为金属箔。在连续搬送此铜箔的情况下，以在铜箔上依A、B、A的顺序的方式，将树脂溶液均匀涂布成3层状。将此经涂布完成的铜箔，利用浮动式加热炉于90至130℃中进行干燥6分钟之后，再于130至360℃中进行20分钟的加热硬化，便获得在铜箔上具有聚酰亚胺薄膜层的贴铜积层板。其中，测量聚酰亚胺薄膜层的厚度，结果为40μm。
在依此获得的积层板上，于流动方向上将发生10至20mm间距且高度1至2mm程度的波状凹凸(波浪形皱折)。接着，将此积层板在270℃环境下，于半径300mm的1个金属制平坦化用辊的曲面上，在以铜箔面为内侧，且朝积层板流动方向施加200N/m的张力的状态下，使上述辊面与铜箔面在辊圆周长的7/10范围内进行密接，并在平坦化用辊旋转的同时，将积层板以5m/min的速度进行搬送，结果获得经矫正皱折的外观上平坦的挠性贴铜积层板。然后，使挠性贴铜积层板通过仅供搬送用的辊上并加以卷绕。所获得的挠性贴铜积层板是为无波浪形皱折的外观良好。
实施例2将如同实施例1而制成的积层板，在220℃环境下，于半径300mm的1个金属制平坦化用辊曲面上，在以铜箔面为内侧，且朝积层板流动方向施加220N/m的张力的状态下，使上述辊面与铜箔面在辊圆周长的1/2范围内进行密接，并在平坦化用辊旋转的同时，将积层板以5m/min的速度进行搬送，结果获得经矫正皱折的外观上平坦的挠性贴铜积层板。然后，使挠性贴铜积层板通过仅供搬送用的辊上并加以卷绕。所获得的挠性贴铜积层板是为无波浪形皱折的外观良好。
实施例3将如同实施例1而制成的积层板，在200℃环境下，于半径200mm的1个金属制平坦化用辊曲面上，在以铜箔面为内侧，且朝积层板流动方向施加100N/m的张力的状态下，使上述辊面与铜箔面在辊圆周长的1/2范围内进行密接，并在平坦化用辊旋转的同时，将积层板以5m/min的速度进行搬送，结果获得经矫正皱折的外观上平坦的挠性贴铜积层板。然后，使挠性贴铜积层板通过仅供搬送用的辊上并加以卷绕。所获得的挠性贴铜积层板是为无波浪形皱折的外观良好。
实施例4将如同实施例1而制成的积层板，在360℃环境下，于半径300mm的1个金属制平坦化用辊曲面上，在以铜箔面为内侧，且朝积层板流动方向施加130N/m的张力的状态下，使上述辊面与铜箔面在辊圆周长的1/2范围内进行密接，并在平坦化用辊旋转的同时，将积层板以1m/min的速度进行搬送，结果获得经矫正皱折的外观上平坦的挠性贴铜积层板。然后，使挠性贴铜积层板通过仅供搬送用的辊上并加以卷绕。所获得的挠性贴铜积层板是为无波浪形皱折的外观良好。
比较例1至2除在实施例1中，将辊面与铜箔面间的密接范围设定为辊圆周长的1/5范围之外，进行相同的操作。此情况下，经由搬送步骤并未使积层板与辊产生均匀密接，即使在辊上搬送完成之后，积层板上仍呈现残留着皱折的状态。
再者，除在实施例1中，改为在常温环境下之外，其余均依相同条件进行操作。此情况下，在搬送步骤中，虽然积层板与辊有均匀的密接，但是在辊上搬送之后仍再度出现皱折。搬送后的皱折状态，几乎与搬送前相同毫无变化。
比较例3至4除在实施例2与实施例4中，改为在常温环境下之外，其余均依相同条件进行操作。此情况下，在搬送步骤中，积层板与辊并未均匀的密接。而且，在辊上搬送之后的皱折状态，几乎与搬送前相同毫无变化。
权利要求
1.一种挠性积层板的制造方法，是具有金属箔与树脂层的长条状挠性积层板的制造方法，其特征为于金属箔上形成源自树脂溶液的树脂层而形成积层板后，于150至450℃环境下，在使金属箔面与表面为金属制且半径100至1500mm的平坦化用辊的辊面的辊圆周长2/5至4/5的范围接触，且朝积层板流动方向施加张力的状态下，进行使辊旋转同时以1至10m/min的速度范围接触搬送积层板的步骤之后，连续地将长条状的挠性积层板卷绕起来。
2.如权利要求1所述的挠性积层板的制造方法，其特征在于，是配置2至5个平坦化用辊，并在各个辊上接触搬送积层板。
3.如权利要求1所述的挠性积层板的制造方法，其特征在于，在使辊面与金属箔面接触之前或之后配置压缩气体喷射装置，并进行利用从该压缩气体喷射装置喷射出的压缩气体去除松弛的步骤。
4.如权利要求1所述的挠性积层板的制造方法，其特征在于，施加于积层板的张力在100至300N/m的范围。
5.如权利要求1至4项中任一项所述的的挠性积层板的制造方法，其特征在于，金属箔为铜箔，树脂层为聚醯亚胺树脂层。
全文摘要
本发明的挠性积层板的制造方法，是使在金属箔上形成源自树脂溶液的树脂层而成的积层板(1)，于200至450℃环境中，通过在使表面为金属制且半径100至1500mm的复数个平坦化用辊(2)、(3)的辊面与金属箔面接触之前或之后的配置有压缩气体喷射装置(6)、(7)、(8)的平坦化步骤，以利用从压缩气体喷射装置喷射出的压缩气体来去除皱折，同时在金属箔面与平坦化用辊的金属面的辊圆周长的2/4至4/5范围接触，且朝积层板流动方向施加张力的状态下，进行使辊旋转的同时以1至10m/min的速度范围接触搬送积层板，而连续地卷绕所获得的长条状挠性积层板。
文档编号B32B15/08GK1550324SQ2004100088
公开日2004年12月1日 申请日期2004年3月24日 优先权日2003年3月24日
发明者铃木智之, 尾形康治, 平石克文, 文, 治 申请人:新日铁化学株式会社