JPH0639143B2 - フレキシブル金属箔積層板のカ−ル矯正および寸法安定性改良方法 - Google Patents

フレキシブル金属箔積層板のカ−ル矯正および寸法安定性改良方法

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JPH0639143B2
JPH0639143B2 JP62-502044A JP50204487A JPH0639143B2 JP H0639143 B2 JPH0639143 B2 JP H0639143B2 JP 50204487 A JP50204487 A JP 50204487A JP H0639143 B2 JPH0639143 B2 JP H0639143B2
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bar
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polyimide
angle
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守次 森田
和夫 宮崎
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三井東圧化学株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、耐熱性、電気特性、機械特性に優れたポリイ
ミド金属張板からなる長尺状のフレキシブル金属箔積層
板（Flexible metal clad laminate。以下、FMCLとい
う。）のカール矯正及び寸法安定性改良方法に関するも
のである。さらに詳しくは、金属箔上に芳香族ポリイミ
ドからなる薄膜層を形成して製造した長尺状のフレキシ
ブル金属箔積層板（Adhesivelessflexible metal clad
laminate。以下、A-FMCLという。）に発生するカールの
矯正及びその金属箔をエッチング加工した時に発生する
ポリイミド薄膜層の寸法収縮を最少限に減少させること
を連続的に行なう方法に関するものである。
背景技術 フレキシブル金属箔積層板は可撓性を有するプリント回
路を製造するための基板であって、近年に於いて、プリ
ント回路が納まるケース類がコンパクト化されるなどの
ために利用が増大している。このようなフレキシブル金
属箔積層板は従来、金属箔にポリイミドフイルムを接着
剤を用いて張り合せて製造されている。この積層板にお
いてポリイミドフイルムは十分に耐熱性、電気特性およ
び機械特性が良いが、接着剤の特性が不十分であるた
め、ポリイミドフイルムの特性が十分に生かされていな
いという問題があった。
そこで、ポリイミド薄膜と金属箔とが、接着剤層を介さ
ずに直接積層板を形成しているA-FMCLを製造する方法が
従来より検討されており、例としては、米国特許第3,17
9,634号、特開昭49-129,862号、特開昭58-190,091号、
特開昭58-190,092号などがある。これらの方法は、製法
自体が簡潔であり、しかも、接着剤層を設ける必要がな
いため、得られるA-FMCLの諸特性は、用いたポリイミド
の優れた諸特性を反映するようになり、また、高温時に
おいても金属箔との接着性の低下が余り現れないという
利点をも有している。
しかしながら、このようにして製造された、接着剤層を
有しないA-FMCLでは、回路形成上、非常に有害なカール
が発生するという欠点を持っている。このカールは、ポ
リイミド層サイドの積層板製造工程中に必然的に発生す
る体積収縮により、ポリイミド層と金属箔との寸法の差
異に起因して発生するもので、一般に積層板は第４図に
示すように金属箔を外側にして、巻き上げたカーペット
のような外観を示す。このようにカールした積層板は、
金属箔をエッチング加工した時に発生するポリイミド箔
の寸法収縮（IPC FC 240の方法）が0.3〜1.0％程度と非
常に大きいという欠点がある。これらのカール及び寸法
収縮は、フレキシブル金属箔積層板の重大な欠点であ
り、スクリーン印刷工程、化学エッチング工程等での取
扱いが不便であるばかりでなく、レジストを傷つけた
り、導体の切断や短絡の原因ともなり、回路加工を困難
にしている。
従って、このようなカールの発生を防止し、または発生
したカールを軽減し、回路加工に支障のない平面性と、
ポリイミドフイルムの寸法収縮が0.1％以下という寸法
安定性を得るための改良が種々提案されている。
たとえば、溶媒可溶型の芳香族ポリイミドを金属箔上に
流延塗付する方法で、ポリイミドの前駆体であるポリア
ミド酸の閉環反応による体積収縮を無くすることができ
る。しかし、この方法でも溶剤の蒸発及びポリイミドと
金属箔との線膨脹率の違いなどに起因するカール及び金
属箔エッチング時のポリイミドの寸法収縮が発生し依然
として問題が残る。
一方、一旦発生したカールを矯正する方法も知られてい
る。例として、特開昭54-66,966号、同54-108,272号、
同55-72,095号、同55-160,489号、同56-23,791号などが
ある。これらの方法は高温かつ長時間の加熱処理を必要
とするため、長尺状のA-FMCLに発生したカールの矯正法
としては不適当である。
これに対して、長尺状のA-FMCLのカールを矯正する方法
も知られている。例として、特開昭54-31,480号などが
あるが、この方法では、ガラス転移温度付近の高温や、
溶媒残存下に少なくとも100℃以上の温度に加熱するな
ど、樹脂層が軟化するような温度条件下で延伸もしくは
圧延を行なう。このため、樹脂薄膜層と金属箔との線膨
脹率の差あるいは残存溶媒の完全除去により、カール矯
正処理後にカールが再度発生する傾向がある。また、特
開昭59-22,389号では、溶剤を使用せず、80℃以下の低
温でカール矯正処理を行なうため長尺状の基板にも適す
るとともに、カール矯正処理後にカールが再度発生する
こともない。しかし、この方法は曲率半径が0.5〜25mm
というように大きい曲面を有するバーの曲面上に、金属
箔を内側にして、長尺状基板に通常10〜200g/cmとい
う、極く弱い張力を加えながら、基板の長手方向に滑ら
せて、金属箔に生ずる僅かな塑性変形を利用してカール
を矯正して行くものである。
この方法によれば、金属箔は僅かに塑性変形を受ける
が、樹脂薄膜層は、ほとんど塑性変形を受けない。その
ため、カール矯正は、金属箔の僅かな塑性変形を利用し
た平面化によって行なわれるだけで、樹脂薄膜層は体積
収縮に起因する残留収縮応力が残されたままである。そ
のため、該基板の金属箔を回路形成するためにエッチン
グ加工して、樹脂薄膜層を延伸していた金属箔を除去す
ると、その部分の樹脂薄膜層は残留収縮応力のため大き
く収縮しようとし、一方、金属箔の回路部分に接合した
樹脂薄膜層は収縮しないので、全体として回路基板は無
数のシワ、凹凸等が発生し、エッチング工程以降のオー
バーレイ工程ソルダーレジスト工程、部品実装工程等の
工程では、該回路基板の取扱い上で大きな支障を来たす
ことになる。
発明の開示 本発明は、金属箔上に直接芳香族ポリイミドからなる薄
膜層を形成して製造した長尺状のA-FMCLに発生するカー
ル及びその金属箔をエッチング加工した時に発生するポ
リイミド薄膜層の寸法収縮という問題点を効果的、連続
的に矯正、軽減する方法を提供することにある。
上記の目的は、以下の方法によって達成することができ
る。長尺状の金属箔上に接着剤を介することなく直接形
成した芳香族ポリイミド薄膜を有する長尺状A-FMCLを、
その幅方向に対して30〜60度の角度（ライン角度）で設
けられた第１のバーの曲面上に、金属箔を内側にして緊
張状態で長手方向に滑らせる第１工程、第１のバーに対
して60〜120度の角度（ライン角度）で設けられた第２
のバーの曲面上に、金属箔を内側にして前記積層板を緊
張状態で長手方向に滑らせる第２工程、前記積層板の幅
方向に対して30〜60度の角度（ライン角度）で設けられ
た第３のバー（またはよりスムーズな滑りを得るために
は第１の回転ロール）の曲面上に、イミド薄膜を内側に
して前記積層板を緊張状態で長手方向に滑らせる第３工
程、および第３のバー（またはよりスムーズな滑りを得
るためには第１の回転ロール）に対して60〜120度の角
度（ライン角度）で設けられた第４のバーまたは第２の
回転ロールの曲面上に、前記イミド薄膜を内側にして前
記積層板を緊張状態で長手方向に滑らせる第４工程を、
任意の順序で各工程を１回以上実施することを特徴とす
るA-FMCLのカール矯正および寸法安定性改良方法。
図面の簡単な説明 第１図および第２図は本発明に従うA-FMCLのカール矯正
および寸法安定性改良の実施の状況を示す模式図であ
り、 第３図は、第１図の中の回転ロールが、長尺状基板にか
けられる張力によりロールが歪むことを防ぐ方法をロー
ルの略断面で示す模式図であり、 第４図は、A-FMCLのカールしている外観を示す模式図で
あり、 第５図は曲面ａを有するバーの曲面上を積層板がポリイ
ミド層を外側にし、金属箔層を内側にして、張力をかけ
られながら移動する際の模式図であり、 第６図は積層板が、第１のバー、第２のバーを移動する
時の寸法収縮の減少する方向を模式的に表わした図であ
り、また 第７図および第８図は、本発明の工程で用いられるバー
の長さ方向に垂直な断面の模式図である。
発明を実施するための最良の形態 本発明においては前記第１工程ないし第４工程を任意の
順序で行うことができるが、本発明の好ましい実施態様
は、工程の順序が第１工程、第２工程、第３工程、第４
工程の順であり、各工程を１回以上実施する方法、ある
いは、工程の順序が第１工程、第３工程、第２工程、第
４工程であり、各工程を１回以上実施する方法である。
しかしながら、上記の工程順序以外に、例えば、第１工
程、第２工程、第３工程、第４工程、第１工程、第３工
程、第２工程、第１工程、第４工程、第３工程、第４工
程、第３工程の順序、または、第１工程、第２工程、第
１工程、第２工程、第３工程、第４工程の順序など、多
くの順序が適用可能である。
また、更に好ましくは、上記の最終の工程の後に、100
℃以上の雰囲気で30分以上養生する工程を実施すること
である。
本発明の原理的な技術思想は、第５図に示すように特定
な曲率半径を持った曲面ａを有するバーｂの曲面ａ上
を、積層板Ａがポリイミド層ｃを外側にし、金属箔ｄを
内側にして、円周に沿って張力をかけられながら移動す
る際外側のポリイミド層ｃの伸びを、内側の金属箔ｄの
伸びに比較して、十分に大きくさせ、ポリイミド層ｃに
永久延伸塑性変形を与える。その変形量を、金属箔ｄの
塑性変形以上にして、ポリイミド層ｃの平面上の長さを
金属箔ｄの長さにほぼ等しくすることにより、積層板の
寸法収縮を減少させることである。
また、技術思想を実施するに当り、第１工程、第２工程
に分けて行なうことが必要であるが、これは、第６図に
より例示される。第１工程では、積層板Ａがその進行方
向に対して45°に置かれた第１のバーを通過するとその
バーに直角に寸法収縮が減少する。更に、第２工程では
その積層板Ａがその進行方向に対して-45°に置かれた
第２のバーを通過すると、そのバーに直角な方向に寸法
収縮が減少する。このようにして、積層板Ａが第１のバ
ー及び第２のバーの両方のバーを通過することにより積
層板の全平面方向の寸法収縮が減少する。この寸法収縮
の減少程度は、積層板Ａがバーの上を進行方向に滑る時
の張力、速度、回数及び第５図に示される積層板Ａにか
かる張力、積層板Ａがバーを境に折返される時の折り返
し角度等を制御することにより調整することができる。
しかしながら、第１工程、第２工程だけではポリイミド
層と金属箔層との寸法をほぼ等しくするだけの効果であ
り、金属箔に残った塑性変形のために、金属箔を内側に
した、所期のカールとは逆のカールが生じる。そのた
め、さらに第３工程、第４工程を実施することによりポ
リイミド層にほとんど永久延伸塑性変形を起させずに、
金属箔に弱い塑性変形を起こさせて逆のカールを矯正さ
せ、平面化を行なうことができる。この逆のカールの矯
正程度も初期のカールの矯正と同様にして調整すること
ができる。
更に、必要に応じて上記の塑性変形を利用したカールの
矯正及び寸法収縮の減少の後、この積層板を約１００℃
以上の温度で養生することが好ましいが、この技術の原
理は、バーの通過で生じたポリイミドの延伸変形以外の
一時的な小さな変形が残存しているため、それを、養生
により除去することである。このようにしてA-FMCLのカ
ール矯正と寸法収縮の減少（以下、寸法安定性改良とい
う）を行なうことができる。
また、塑性変形を伴なうカール矯正に於いてもA-FMCLの
接着物性、フイルム物性等の品質低下は実質的に発生し
ない。
本発明において、金属箔上に形成される薄膜層の芳香族
ポリイミドは芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族
ジアミンとから得られる重合体であり、特に限定される
ものではない。これらポリイミドの中で、特に適したポ
リイミドは、対称型芳香族メタ置換第１級ジアミン（以
下、m-ジアミンと略す）と対称型芳香族パラ置換第１級
ジアミン（以下、パラジアミンと略す）とを当量比で10
〜60：90〜40で混合した後、芳香族テトラカルボン酸二
無水物と反応させて得られる重合体である。また、下記
の一般式(I)あるいは(IV)で表わされる反復単位を有す
るピロメリット酸二無水物と芳香族ジアミンとから得ら
れる重合体、一般式(II)あるいは(V)で表わされる反復
単位を有する３，３′，４，４′−ベンゾフエノンテト
ラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとから得られる
重合体、および一般式(III)あるいは(VI)で表わされる
反復単位を有する３，３′，４，４′−ビフエニルテト
ラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとから得られる
重合体も適している。
（上記一般式に於いて、ＸはＯ．ＳＯ2．Ｓ．CO.Ｃ
Ｈ2．Ｃ（ＣＨ3）2，Ｃ（ＣＦ3）2または直結である） 上記一般式で表わされる芳香族ジアミンの例としては、
４，４′−ジアミノジフエニルメタン、４，４′−ジア
ミノジフエニルエーテル、４，４′−ジアミノジフエニ
ルスルホン、３，３′−ジアミノジフエニルメタン、
３，３′−ジアミノジフエニルエーテル、３，３′−ジ
アミノジフエニルスルホンなどを挙げることができる。
また、芳香族ポリイミドは単一のものである必要はな
く、二種以上の混合物であっても良い。
前記のm-ジアミンは次に示す一般式により表わすことが
できる。
［上記一般式において、ＸはＯ、ＳＯ2、ＳＯ、Ｓ、CO、
ＣＨ2、Ｃ（ＣＨ3）2、Ｃ（ＣＦ3）2または直結であ
り、それぞれのＸは同じあっても異なっても良い。］ 上記一般式で表わされるｍ−ジアミンの例としては３，
３′−ジアミノジフエニルエーテル、３，３′−ジアミ
ノジフエニルスルフイド、３，３′−ジアミノジフエニ
ルスルホキシド、３，３′−ジアミノジフエニルスルホ
ン、３，３′−ジアミノベンゾフエノン、ビス［４−
（３−アミノフエノキシ）フエニル］メタン、２，２−
ビス［４−（３−アミノフエノキシ）フエニル］プロパ
ン、２，２−ビス［４−（３−アミノフエノキシ）フエ
ニル］−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロ
パン、１，３−ビス（３−アミノフエノキシ）ベンゼ
ン、４，４′−ビス（３−アミノフエノキシ）ビフエニ
ル、ビス［４−（３−アミノフエノキシ）フエニル］ケ
トン、ビス［４−（３−アミノフエノキシ）フエニル］
スルフイド、ビス［４−（３−アミノフエノキシ）フエ
ニル］スルホキシド、ビス［４−（３−アミノフエノキ
シ）フエニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフエ
ノキシ）フエニル］エーテル、４，４′−ビス（３−ア
ミノフエニルスルホニル）ジフエニルエーテル、４，
４′−ビス（３−アミノチオフエノキシ）ジフエニルス
ルホン、１，４−ビス［４−（３−アミノフエノキシ）
ベンゾイル］ベンゼン等が挙げられ、これ等は単独ある
いは２種以上混合して用いることができる。
ｍ−ジアミンと混合して用いるＰ−ジアミンは次に示す
一般式により表わすことができる。
［上記一般式に於いてＸはＯ，ＳＯ2，ＳＯ，Ｓ，CO,Ｃ
Ｈ2，Ｃ（ＣＨ3）2またはＣ（ＣＦ3）2であり、それぞ
れのＸは同じあっても異なっても良い。］ 上記一般式で表わされるＰ−ジアミンの例としては４，
４′−ジアミノジフエニルエーテル、４，４′−ジアミ
ノジフエニルスルフイド、４，４′−ジアミノジフエニ
ルスルホキシド、４，４′−ジアミノジフエニルスルホ
ン、４，４′ジアミノベンゾフエノン、ビス［４−（４
−アミノフエノキシ）フエニル］メタン、２，２−ビス
［４−（４−アミノフエノキシ）フエニル］プロパン、
２，２−ビス［４−（４−アミノフエノキシ）フエニ
ル］−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパ
ン、１，３−ビス（４−アミノフエノキシ）ベンゼン、
４，４′−ビス（４−アミノフエノキシ）ビフエニル、
ビス［４−（４−アミノフエノキシ）フエニル］ケト
ン、ビス［４−（４−アミノフエノキシ）フエニル］ス
ルフイド、ビス［４−（４−アミノフエノキシ）フエニ
ル］スルホキシド、ビス［４−（４−アミノフエノキ
シ）フエニル］スルホン、ビス［４−（４−アミノフエ
ノキシ）フエニル］エーテル、４，４′−ビス（４−ア
ミノフエニルスルホニル）ジフエニルエーテル、４，
４′−ビス（４−アミノチオフエノキシ）ジフエニルス
ルホン、１，４−ビス［４−（４−アミノフエノキシ）
ベンゾイル］ベンゼン等が挙げられ、これ等は単独ある
いは２種以上混合して用いることができる。
ジアミンと反応させる芳香族テトラカルボン酸無水物と
してはピロメリット酸二無水物、３，３′，４，４′−
ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物、２，２′，
３，３′−ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物、
３，３′，４，４′−ビフエニルテトラカルボン酸二無
水物、２，２′，３，３′−ビフエニルテトラカルボン
酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフエ
ニル）プロパン二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカ
ルボキシフエニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−
カルボキシフエニル）エーテル二無水物、ビス（３，４
−ジカルボキシフエニル）スルホン二無水物、１，１−
ビス（２，３−ジカルボキシフエニル）エタン二無水
物、ビス（２，３−ジカルボキシフエニル）メタン二無
水物、ビス（３，４−ジカルボキシフエニル）メタン二
無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸
二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン
酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボ
ン酸二無水物、１，２，３，４−ベンゼンテトラカルボ
ン酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカル
ボン酸二無水物、２，３，６，７−アントラセンテトラ
カルボン酸二無水物、１，２，７，８−フエナントレン
テトラカルボン酸二無水物等が用いられる。これらは単
独或いは２種以上混合して用いられる。
また、芳香族ポリイミドの薄膜層を長尺状の金属箔上に
接着剤層を介することなく、直接形成し、本発明の対象
とするA-FMCLとするには、次のような方法が採用できる
が、特にこれらの方法に限定される訳ではない。
1)芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物と
を反応させ生成したポリイミドの前駆体であるポリアミ
ド酸を有機溶媒に溶解した溶液を金属箔に直接コーティ
ングした後、加熱、脱溶剤及びポリアミド酸の閉環反応
により生じた水の脱水を行って形成する。
2)芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物と
をフエノール系溶媒など公知の溶媒中で反応させてポリ
イミドを溶解した溶液を作り、この溶液を金属箔に直接
コーティングした後、加熱、脱溶媒して形成する。
上記の加熱、脱水あるいは加熱、脱溶媒は通常150〜400
℃で行なわれ、形成された芳香族ポリイミド層の厚みは
通常10〜100μｍである。その他、熱可塑性ポリイミド
フィルムを金属箔に直接熱圧着して積層板を形成するこ
とも可能である。
本発明において用いる長尺状金属箔としては、一般には
銅箔やアルミニウム箔が用いられるがニッケル箔などの
他の導電性の金属箔を用いることもでき、箔の厚さは、
通常10〜100μｍのもの使われる。
上記のようにして、芳香族ポリイミドの薄膜層を長尺状
の金属箔に接着剤層を介することなく直接形成して製造
した長尺状のA-FMCLは、その長手方向及び幅方向共に、
金属箔面を外側にした強いカールが発生している。また
A-FMCLの金属箔をエッチング加工した場合は、ポリイミ
ド薄膜層に大きな寸法収縮が発生する。
本発明の理解を容易にするために、以下に添付図面を参
照して本発明を具体的に説明する。
第１図は、第１のバー及び第２のバーとして第８図に示
すような断面がコーナーに曲線を持った長方形のガラス
板を用いてポリイミド膜を金属箔より相対的に大きく延
伸させ、ついで第１および第２の回転ロールで金属箔面
が内側になった逆カールを修正させてカール矯正及び寸
法安定性改良操作を実施している状況の一例を示す模式
図である。
ロール１に巻き取られていたA-FMCL7は矢印の方向に移
動し、この基板の幅方向に対して30〜60度好ましくは40
〜50度のα1で設置された第１のバー２（第１図では基
板の幅方向に対するα1が45度となるように設置されて
いる）のコーナー（コーナー部分の曲率半径が0.5mmよ
り小さい）に金属箔面が接しながら、折返し角度、例え
ば60度（すなわち、第１のバー２に供給される基板が属
する平面と第１のバー２からの基板が属する平面とが60
度の角度をなしている状態）で折返されている。第１の
バー２からの基板は次に第１のバーに対して−10〜＋10
度の角度に設置された第１の回転ロール３（第１図では
第１のバー２に対して平行関係になるように設置されて
いる）に移動し、その曲面（曲率半径は25mm以下）にポ
リイミド膜が接するようにして、折返し角度60度で折返
されている。回転ロール３からの基板は矢印の方向に移
動し、基板の幅方向に対して30〜60度、好ましくは40〜
50度の角度で設置された第２のバー４（第１図では基板
の幅方向に対するβ1が45度となるように設置されてい
る）のコーナー（コーナー部分の曲率半径が0.5mm以
下）に金属箔面が接しながら、折返し角度60度で折返さ
れている。第２バー４からの基板は、次に第２のバーに
対して−10〜＋10度の角度に設置された第２の回転ロー
ル５（第１図では第２のバー４に対して平行関係になる
ように設置されている）に移動し、その曲面（曲率半径
は25mm以下）にポリイミド膜が接するようにして折返し
角度60度で折返されている。第２の回転ロール５からの
基板は更に矢印の方向に移動し、ロール６に巻き取られ
る。
なおライン角度が小さすぎる場合は、幅方向の寸法安定
性改良が進行方向のそれに対して小さく、ライン角度が
大きすぎる場合には、その逆の問題が起る。
第２図は、第１のバー及び第２のバーとして、第８図に
示すような断面がコーナーに曲線を持った長方形のガラ
ス板を用いてポリイミド膜を延伸させ、第３のバー及び
第４のバーとして、第８図に示すような断面がコーナー
に曲線を持った長方形のガラス板を用いて金属箔面が内
側になった逆カールを修正させてカール矯正及び寸法安
定性改良操作を実施している状況の一例を示す模式図で
ある。
すなわち、ロール１１に巻き取られていたA-FMCL１７は
矢印の方向に移動し、基板の幅方向に対して30〜60度、
好ましくは40〜50度のα2で設置された第１のバー１２
（第２図ではα2が45度とされている）のコーナー（コ
ーナー部分の曲率半径が0.5mmより小さい）に金属箔面
が接しながらら折返し角度、例えば60度で折返されてい
る。第１のバー１２からの基板は次に、第１のバーに対
して60〜120度、好ましくは70〜110度、特に80〜100度
の角度で設置された第２のバー１４（第２図ではβ2が9
0度とされている）に移動し、そのコーナー（コーナー
部分の曲率半径が0.5mmより小さい）に金属箔面が接し
ながら折返し角度60度で折返されている。第２のバー１
４からの基板は次に、この基板の幅方向に対して30〜60
度、好ましくは35〜55度、特に好ましくは40〜50度の角
度で設置された第３のバー１３（第２図ではα3が45度
とされている）に移動し、そのコーナー（コーナー部分
の曲率半径が0.5mm〜25mm）にポリイミド面が接しなが
ら折返し角度60度で折返されている。第３のバー１３か
らの基板は次に、第３のバーに対して60〜120度、好ま
しくは70〜110度、特に好ましくは80〜100度の角度で設
置された第４のバー１５（第２図ではβ3が90度とされ
る）に移動し、そのコーナー（コーナー部分の曲率半径
が0.5mm〜25mm）にポリイミド面が接しながら折返し角
度60度で折返されている。第４のバー１５からの基板は
更に矢印の方向に移動してロール１６に巻き取られる。
本発明の第１、第２、第３および第４の工程において用
いられるバーの材質は、ガラス、セラミックス、金属、
合成樹脂などの剛性の高い材料特に好ましくは、ジルコ
ニアセラミックス等の強靱なセラミックスであり、その
断面（すなわち、バーの長さ方向に垂直な断面）は、積
層板が接触するコーナーが、第７図や第８図に示すよう
な曲線を持った長方形、正方形、あるいは円形等の任意
の形状を有して良い。また、A-FMCLの金属箔がバーに接
触する曲面の曲率半径は0.01mm以上で〜0.5mmより小さ
く、好ましくは0.1〜0.45mmであり、ポリイミド層が接
触する曲面の曲率半径は0.01〜25mmである。ここで、金
属箔と接触する部分のバーの曲面の曲率半径が0.5mm以
上の場合は、バーに沿って長尺状基板が張力を保って移
動する際、ポリイミド層と金属箔層との相対的な延伸の
差が小さく、本発明の原理から考え、回路用積層板とし
て十分な寸法安定性（一般には、ポリイミドの寸法収縮
（IPC FC240）が0.1％以上が必要）が得られない。ま
た、0.01mmより小さい曲率半径の場合はバーに沿って積
層板が移動する際に、積層板に傷がついたり、切断され
たりする恐れがあり好ましくない。
また、ポリイミド層と接触する部分のバーの曲率半径が
25mm以上では、金属箔の塑性変形を十分に直す変形効果
がなく、0.01mm以下では、前記の理由と同じで好ましく
ない。
また、本発明の第３および第４工程において積層板のよ
りスムースな滑りを目的とする場合に用いられる回転ロ
ールの材質は、金属、合成樹脂、セラミックスなどを使
われる。また、その曲率半径は0.01〜25mm、好ましくは
５〜25mmであり、曲率半径の制限は前記バーの場合と同
じである。積層板にかかる張力によりロールが変形する
場合は、第３図に示すような、回転ロール３１を補助ロ
ール３２で補強するこのができる。また、回転ロールは
基板の進行ラインの片寄りを防ぐため、回転数が制御さ
れていることが好ましい。
本発明において「折返し角度」とは、前記のように、バ
ーあるいは回転ロールに接触するように供給される長尺
状のA-FMCLの属する面と、バーあるいは回転ロールに接
触し、折返されて移動していく基板面とが形成する角度
を意味し、その角度は特に限定はないが、好ましくは20
〜160度、特に好ましくは60〜150度である。一般に、20
度より小さい場合には、バーあるいは回転ロール上を積
層板が移動する際の摩擦抵抗及び曲げ剛性による抵抗が
大きいこと、および装置の立体配置上の問題があり、ス
ムースな積層板の移動が困難であり、160度より大きい
場合には、積層板がバーあるいは回転ロールに接触する
距離が小さく、積層板が受ける変形応力が非常に小さく
なり、カールした積層板の矯正及び寸法安定性改良がで
きない。
また、A-FMCLと第１のバー及び第２のバーの曲面との接
触は緊張状態を維持しながら行なう。そのような緊張状
態の維持は、長尺状積層板に公知の張力を掛ける装置に
より行なうことができる。適当な張力範囲は積層板のカ
ール及び寸法安定性の程度、金属箔およびポリイミド層
の材料および厚み、そして、バーの曲率半径などにより
変化するが、通常はA-FMCLの幅１cm当り200grより大き
く、好ましくは300〜1500grの範囲から選ばれる。第１
および第２の回転ロールあるいは、第３のバーおよび第
４のバーに接触する場合も第１のバーおよび第２のバー
に接触する場合と同様であるが、適当な張力範囲は2000
gr/cm以下である。積層板にかかる張力が200g/cm以下で
は、積層板の曲げ剛性のため、バーの上を積層板が移動
する際、積層板がバーの曲面に沿って移動する長さが極
端に短かく、その結果、積層板がバーの上で描く曲面の
曲率半径が大きくなり、本発明の効果が発現し難く、ま
た、2000g/cm以上では張力による金属箔の張力方向の塑
性変形がポリイミド層の塑性変形より大きくなるため、
方法安定性改良に悪影響を与える。
本発明において、長尺状のA-FMCLをバーあるいは回転ロ
ールの曲面上を移動させる速度には特に制限はないが、
実用上、好ましくは0.2〜10m／分である。
本発明で養生を行う場合には、100℃以上の温度で、30
分以上行なうが好ましくは140〜180℃で30〜120分間行
なう。100℃より低い温度でも可能であるが、効果の発
現が遅く、また、250℃以上の温度で、金属箔の酸化や
接着力の低下等があり好ましくない。
本発明のカール矯正及び寸法安定性改良は、好ましくは
200℃以下の温度にて実施する。200℃を越える温度にお
いてもカールの矯正及び寸法安定性改良は可能である
が、基板を室温に戻した場合にその温度変化によりカー
ルが再度発生したり、寸法の安定性が悪くなることが多
く好ましくない。そのため特に好ましい温度範囲は10〜
50℃であり、このようにして本発明方法を実施した場合
は、その後の温度変化によるカールの再発生および寸法
安定性の悪化は無視できる程度となる。
なお、本発明の第１、第２、第３および第４の工程に使
われるバーまたは回転ロールへの積層板の移動に於い
て、その手段について特に限定するものではなく、積層
板が進行ラインをはずれた場合に、そのラインを修正す
るためのコントローラーは種々の方法から適宜選択使用
できる。
本発明のカール矯正および寸法安定性改良方法によれ
ば、長尺状の金属箔とその金属箔の表面に接着剤層を介
すことなく設けられた芳香族ポリイミドの薄膜層からな
る長尺状のA-FMCLに発生するカールおよび寸法安定性不
良が実質的に解消され、接着剤層を含まないことにより
芳香族ポリイミドの優れた耐熱性、電気特性、機械特性
が生かされたA-FMCLの回路加工性が大幅に改良される。
次に実施例および比較例を示してさらに本発明を説明す
る。
実施例１ 攪拌器、還流冷却器及び窒素導入管を備えた容器に、
４，４′−ビス（３−アミノフエノキシ）ビフエニル22
1ｇ（0.60モル）および４，４′−ジアミノフエニルエ
ーテル280ｇ（1.4モル）をＮ．Ｎ−ジメテルアセトアミ
ド3500ｍに溶解し、０℃付近まで冷却し、窒素雰囲気
下に於いてピロメリット酸二無水物436ｇ（2.0モル）を
加え０℃付近で２時間攪拌した。次に上記溶液を室温に
戻し、窒素雰囲気下で約20時間攪拌を行なった。こうし
て得られたポリアミド酸溶液の対数粘度は1.7ｄ／ｇ
であった。このポリアミド酸溶液をＮ．Ｎ−ジメチルア
セトアミドで19％迄希釈し回転粘度を120,000cpsに調節
した。
この溶液を圧延銅箔（厚さ35μ）に均一に流延塗布し、
130℃で５分さらに160℃で５分加熱乾燥した後、270℃
の窒素雰囲気下（酸素濃度３％）の中で５分間加熱し
て、ポリイミドをコートした銅箔を得た。膜厚は２５μ
ｍであった。このようにして得られたA-FMCLを24cm×24
cmの正方形の基板とした場合、TD方向およびMD方向共
に、ポリイミド層を内側とする曲率半径2.5cmのカール
が発生していた。この基板のポリイミドフイルムの寸法
を銅箔の付いた状態と、銅箔を全面的に通常の塩化第２
銅溶液でエッチングしポリイミドフイルムだけになった
状態とで比較すると、銅箔をエッチングした後での寸法
は、エッチング前に較べてTD方向およびMD方向共に0.45
％減少した。この寸法の減少を以後、寸法収縮と表現す
る。
上記の長尺状のA-FMCLの幅を24cmにスリッターでスリッ
トし、巻取りロールに巻取った。その後、積層板を移動
してガラス製の第１のバー（第１図参照、基板のTD方向
に対して45度、すなわちα1＝45度の角度（ライン角
度）を持って固定されており、断面は幅が20mmで長さが
100mmの長方形をしている）のコーナー（コーナー部分
の曲率半径は0.3mm）に銅箔面が接しながら、折返し角
度80度で折返した。第１のバーからの積層板を移動させ
ステンレススチール製の第１の回転ロール（第１図参
照、第１のバーに対して平行関係になるように固定され
ており、回転数は自由回転の60％にしてある。曲率半径
は５mmである）にポリイミド膜が接するようにして折返
し角度100度で折返した。この時積層板には12kg（すな
わち、0.5kg/cm幅）の張力を掛けながら移動させた。こ
の後、第２のバー（第１図参照、基板のTD方向に対して
45度の角度（ライン角度）（すなわち、β1＝45度）を
持って固定されており、第１のバーと同様の材質と形状
からなっている）に移動し、そのコーナーに銅箔面を接
しながら、折返し角度80度で折返した。第２のバーから
の積層板をステンレススチール製の第２の回転ロール
（第１図参照、第２のバーに対して平行関係になるよう
に固定されており、回転数は自由回転の60％に制御され
ている。曲率半径は５mmである）に移動し、そのロール
にポリイミド膜が接するようにして折返し100度で折返
した。この時。長尺状積層板には12kg（すなわち、0.5k
g/cm幅）の張力を掛けながら基板を移動させた。これら
の操作は、室温下で行ない積層板の移動速度は３ｍ／分
であった。以上の操作を２回繰返して行なった。その
後、巻き取って積層板を150℃の乾燥器に入れ60分間養
生し、その後自然冷却した。
以上の操作で得られた積層板を24×24cmの正方形の積層
板として、目視によりカールの状況を調べたが、カール
は見られなかった。また、寸法収縮はTD方向およびMD方
向共に0.08％であった。
比較例１ 実施例１において、長尺状積層板に掛ける張力が2.4kg
（すなわち、0.1kg/cm幅）であった以外は同様に操作を
行なった。この積層板を24×24cmの正方形の積層板とし
てカールの状況を調べたがカールは見られなかった。し
かし、寸法収縮はTD方向およびMD方向共に0.35％であっ
た。
比較例２ 実施例１において、バーの銅箔面が接するコーナーの曲
率半径が5.0mmであった以外は同様にして操作を行なっ
た。この積層板を24×24cmの正方形の積層板としてカー
ルの状況を調べた。ポリイミド層を内側とするカールの
曲率半径はTD方向およびMD方向共に10cmであった。ま
た、寸法収縮はTD方向およびMD方向共に0.40％出あっ
た。
実施例２ 攪拌器、還流冷却器及び窒素導入管を備えた容器に、
１，３−ビス（３−アミノフエノキシ）ベンゼン234ｇ
（0.80モル）および４，４′−ジアミノフエニルエーテ
ル240ｇ（1.2モル）をＮ．Ｎ−ジメチルアセトアミド45
00ｍに溶解した。この溶液に窒素雰囲気下に於いて
３，３′，４，４′−ベンゾフエノンテトラカルボン酸
二無水物644ｇ（2.0モル）を添加し、10℃で24時間攪拌
してポリアミド酸溶液を得た。得られた溶液中のポリア
ミド酸の対数粘度は1.5ｄ／ｇであった。このポリア
ミド酸溶液をＮ．Ｎ−ジメチルアセトアミドで15％迄希
釈し粘度を25,000cpsに調節し、ドクタープレードを用
いて圧延銅箔（厚さ35μｍ）に均一コーティングした。
このコーティング銅箔を130℃で60分間加熱乾燥した
後、260℃の窒素雰囲気下（酸素濃度４％）の中で60分
間加熱してポリイミドをコートした銅箔を得た。膜厚は
２５μｍであった。このようにして得られたA-FMCLを24
×24cmの正方形の基板とした場合、TD方向およびMD方向
にも、ポリイミド層を内側とする曲率半径2.0cmのカー
ルが発生していた。このポリイミドフイルムの寸法収縮
は0.48％であった。
上記の長尺状のA-FMCLの幅を24cmにスリッターでスリッ
トし、巻取りロールに巻取った。その後、ガラス製の第
１のバー（第２図参照、積層板のTD方向に対して45度、
すなわちα2＝45度の角度（ライン角度）を持って固定
されており、断面は幅が15mmで長さが100mmの長方形を
している）に移動し、そのコーナー（コーナー部分の曲
率半径は0.4mm）に銅箔面が接しながら、折返し角度70
度で折返した。第１のバーから取出した積層板を、ガラ
ス製の第２のバー（第２図参照、第１のバーに対して90
度、すなわち、β2＝90度の角度をもって設置された、
第１のバーと同形のバー）のコーナー（曲率半径は0.4m
m）に移動し、そのバーに銅箔面が接しながら、折返し
角度70度で折返した。第１バー、第２バーのコーナー部
を、積層板が移動する時の積層板にかかる張力は18kgで
あった。さらに、第２のバーから取出した積層板をガラ
ス製の第３のバー（第２図参照、第２のバーと平行即
ち、α3＝45度に設置され、断面は幅が20mmで長さが100
mmの長方形をしているが、基板と接する部分は曲率半径
が５mmの半円形をしている。）に移動し、そのバーにポ
リイミド面が接しながら、折返し角度110度で折返し
た。第３のバーから取出した積層板をガラス製の第４の
バー（第２図参照、第３のバーに対して90度、すなわ
ち、β3＝90度の角度を持って設置された。第３のバー
と同形のバー）に移動し、そのバーにポリイミド面が接
しながら、折返し角度110度で折返した。第３および第
４のバーのコーナー部を、積層板が移動する時の積層板
にかかる張力は12kgであった。これらの操作は、室温下
で行ない、積層板の移動速度は１ｍ／分であった。以上
の操作を３回繰返して行なった。以上の操作で得られた
積層板を24×24cmの正方形の基板として、カールの状況
を調べたが、カールは見られなかった。また、寸法収縮
はTD方向およびMD方向共に0.07％であった。
比較例３ 実施例２において、ガラス製の第１のバーが、積層板の
TD方向に対してライン角度20度の角度を持って固定さ
れ、第２のバーが第１のバーに対して40度の角度を持っ
て設置され、更に、第３のバーが第２のバーと平行に設
置され、第４のバーが第３のバーに対して40度の角度を
持って設置されている以外は、実施例２と同様にして操
作を行なった。この積層板を24×24cmの正方形の積層板
としてカールの状況を調べた結果、MD方向にはカールは
見られなかったが、TD方向には、曲率半径が20cm程度の
弱いカールが見られた。また、寸法収縮はMD方向には0.
06％であったが、TD方向には、1.6％であった。
実施例３ 攪拌器、還流冷却器および窒素導入管を備えた容器に、
４，４′−ジアミノフエニルエーテル421ｇ（2.1モル）
をＮ−メチルピロリドン4000ｍに溶解した。この溶液
に窒素雰囲気下に於いてピロメリット酸二無水物458ｇ
（2.1モル）を加え、室温で24時間反応させた。こうし
て得られたポリイミド酸溶液の対数粘度は1.8ｄ／ｇ
であった。このポリイミド酸溶液をＮ．Ｎ−メチルピロ
リドンで16％迄希釈し、回転粘度を110,000cpsに調節し
た。
この溶液をハイダクタイル電解銅箔（三井金属鉱業
（株）、ＨＴＥ銅箔厚さ18μｍ）に均一に流延塗布し、
130℃で５分さらに180℃で５分、加熱乾燥した後、300
℃の窒素雰囲気下（酸素濃度２％）の中で５分間加熱し
て、ポリイミドをコートした銅箔を得た。膜厚は25μｍ
であった。このようにして得られたA-FMCLを24×24cmの
正方形の積層板とした場合、TD方向およびMD方向共にポ
リイミド層を内側とする曲率半径1.5cmのカールが発生
していた。寸法収縮は、0.55％であった。
上記の長尺状のA-FMCLの幅を24cmにスリッターでスリッ
トした後、実施例１と同様にしてカール矯正および寸法
安定性改良を行なった。この積層板を24cm×24cmの正方
形の積層板としてカールの状況を調べたが、カールは見
られなかった。また、寸法収縮はTD方向およびMD方向共
に0.10％であった。
実施例４ 実施例２において、第１、第２のガラス製のバーの代り
に強靱化されたジルコニアセラミックス製のバー（断面
は幅が0.6mmで長さが30mmの長方形をしており、長方形
の銅箔面が接する一端は曲率半径が0.3mmの半円形であ
る。）を用い、第３、第４のガラス製のバーの代りに強
靱化されたジルコニアセラミックス製のバー（断面は幅
が1.0mmで長さが30mmの長方形をしており、長方形のポ
リイミド面が接する一端は曲率半径が0.5mmの半円形で
ある。）を用い、第３、第４のバーのコーナーにポリイ
ミド面が接しながら積層板が折返される折返し角度を15
0度にし、操作の繰返しを２回にした以外は、実施例２
と同様の操作を行なった。この操作で得られた積層板を
24×24cmの正方形の積層板として、カールの状況を調べ
たが、カールは見られなかった。また、寸法収縮はTD方
向およびMD方向共に0.05％であった。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】長尺状の金属箔上に接着剤を介さず直接形
    成した芳香族ポリイミド薄膜を有する長尺状フレキシブ
    ル金属箔積層板を、その幅方向に対して30〜60度の角度
    で設けられた第１のバーの曲面上に、金属箔を内側にし
    て緊張状態で長手方向に滑らせる第１工程、第１のバー
    に対して60〜120度の角度で設けられた第２のバーの曲
    面上に、金属箔を内側にして前記積層板を緊張状態で長
    手方向に滑らせる第２工程、前記積層板の幅方向に対し
    て30〜60度の角度で設けられた第３のバーまたは第１の
    回転ロールの曲面上に、イミド薄膜を内側にして前記積
    層板を緊張状態で長手方向に滑らせる第３工程、および
    第３のバーまたは第１の回転ロールに対して60〜120度
    の角度で設けられた第４のバーまたは第２の回転ロール
    の曲面上に、前記イミド薄膜を内側にして前記積層板を
    緊張状態で長手方向に滑らせる第４工程を、任意の順序
    で、かつ各工程を１回以上実施することを特徴とするフ
    レキシブル金属箔積層板のカール矯正および寸法安定性
    改良法。
  2. 【請求項２】前記第１工程および第２工程において、第
    １および第２のバーの曲面の曲率半径は0.5mmより小さ
    く、緊張状態は積層板にかかる張力で表わされ、その張
    力は200g/cmより大きく、かつ第１および第２のバーの
    曲面上を滑る際の積層板温度は200℃以下であり、ま
    た、前記第３工程および第４工程において第３および第
    ４のバー、または第１および第２の回転ロールの曲面の
    曲率半径は0.01〜25mmであり、積層板にかかる張力は20
    00g/cm以下であり、かつ第３および第４のバー、また
    は、第１および第２の回転ロールの曲面上を滑る際の積
    層板の温度は200℃以下である請求の範囲第１項に記載
    の方法。
  3. 【請求項３】工程の順序が、第１工程、第２工程、第３
    工程、第４工程の順であり、各工程を１回以上実施する
    請求の範囲第１項に記載の方法。
  4. 【請求項４】工程の順序が第１工程、第３工程、第２工
    程、第４工程の順であり、各工程を１回以上実施する請
    求の範囲第１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】工程の順序が、第１工程、第２工程、第３
    工程、第４工程の順であり、各工程を１回以上実施する
    請求の範囲第２項に記載の方法。
  6. 【請求項６】工程の順序が、第１工程、第３工程、第２
    工程、第４工程の順であり、各工程を１回以上実施する
    請求の範囲第２項に記載の方法。
  7. 【請求項７】最終工程を終了した後、前記積層板を100
    ℃以上の温度で30分以上養生する請求の範囲第１項に記
    載の方法。
  8. 【請求項８】最終工程を終了したのち、前記積層板を10
    0℃以上の温度で30分以上養生する請求の範囲第２項に
    記載の方法。
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