フレキシブル金属積層体
【課題】幅方向の端部における厚みを厚くすることにより、フレキシブル金属積層体の強度を増すことにより、加工において破断が発生しない、ハンドリングが良好なフレキシブル金属積層体を提供すること。
【解決手段】樹脂層と金属が積層された積層体において、積層体の幅方向における両端より３０ｍｍの範囲の厚み（ｔ１）が、幅方向における中心部の厚み（ｔ２）よりも大きく、なおかつ、ｔ１とｔ２の比（ｔ１／ｔ２）が１より大きく１０以下であることを特徴とするフレキシブル金属積層体。
【解決手段】樹脂層と金属が積層された積層体において、積層体の幅方向における両端より３０ｍｍの範囲の厚み（ｔ１）が、幅方向における中心部の厚み（ｔ２）よりも大きく、なおかつ、ｔ１とｔ２の比（ｔ１／ｔ２）が１より大きく１０以下であることを特徴とするフレキシブル金属積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主に電子機器内で使用される樹脂層と金属層で構成されるフレキシブル金属積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル金属積層体は、カメラ、携帯電話、パソコンなどの電子機器に幅広く使用されている。例えば携帯電話の場合、小型薄膜化、ＴＶ機能搭載、ＧＰＳ機能搭載など、サイズの薄膜化が加速され、なおかつ、多機能部品が搭載される傾向にある。そのため、使用される部品の小型化、薄型化が進んでおり、これらの部品を搭載あるいは接続するために使用されているフレキシブル金属積層体においても、薄型化が進んでいる。フレキシブル金属積層体が薄型化されることにより、携帯電話の中では次に示されるような利点がある。最近の携帯電話は折りたたみタイプが主流であり、折りたたみ部を接続している配線にフレキシブル金属積層体が使用されている。この折りたたみ配線は、厚みが薄い程屈曲特性が向上（何回屈曲させたら、配線が破断するか）することが一般的である。そのため、携帯電話の折りたたみ配線部には、薄型のフレキシブル金属積層体が使用されているケースが多い。
【０００３】
ところが、フレキシブル金属積層体を薄型化していくと、加工工程においてハンドリング性が非常に困難になる。ハンドリング性が困難というのは、具体的には、薄型化のために強度が弱くなり、加工時に材料が破断する現象が発生すること等をいう。このため、薄型のフレキシブル金属積層体を加工する場合は、ライン速度を遅くするなどを行い、材料が破断しないように慎重に加工を行っており、生産性が非常に悪く、また、それでも破断が発生して収率の悪化が顕著であった。
【非特許文献１】液晶・小型電子機器用フレキシブル基板開発の最前線（ＩＳＳ産業科学システムズ：ＩＳＳＥＣ ＰＷＢ新技術フォーラム論文集 ２００３年１１月１９日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フレキシブル金属積層体において、幅方向の端部における厚みを厚くすることにより、フレキシブル金属積層体の強度を増すことにより、加工において破断が発生しない、ハンドリングが良好なフレキシブル金属積層体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、鋭意検討した結果、フレキシブル金属積層体において幅方向の端部における厚みを厚くすることにより、フレキシブル金属積層体の強度が向上することを見出し、加工において破断が発生しないフレキシブル金属積層体が得られ、本発明を完成した。
【０００６】
即ち本発明は、
（１）樹脂層と金属が積層された積層体において、積層体の幅方向における両端より３０ｍｍの範囲の厚み（ｔ１）が、幅方向における中心部の厚み（ｔ２）よりも大きく、なおかつ、ｔ１とｔ２の比（ｔ１／ｔ２）が１より大きく１０以下であることを特徴とするフレキシブル金属積層体、好ましくは
（２）樹脂層が複数層からなるものであり、少なくともその中の一層の厚みを変化させたものである（１）記載のフレキシブル金属積層体、また好ましくは
（３）金属層が複数層からなるものであり、少なくともその中の一層の厚みを変化させたものである（１）あるいは（２）記載のフレキシブル金属積層体、
（４）幅方向における中心部の厚み（ｔ２）が、１０μｍ〜１００μｍである（１）〜（３）記載のフレキシブル金属積層体に関するものである。
【発明の効果】
【０００７】
フレキシブル金属積層体において幅方向の端部における厚みを厚くすることにより、フレキシブル金属積層体の強度が向上することを見出し、加工において破断が発生しないフレキシブル金属積層体が得られた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明は、樹脂層と金属が積層された積層体において、積層体の幅方向における両端より３０ｍｍの範囲の厚み（ｔ１）が、幅方向における中心部の厚み（ｔ２）よりも大きく、なおかつ、ｔ１とｔ２の比（ｔ１／ｔ２）が１より大きく１０以下であることを特徴とするフレキシブル金属積層体である。本発明においては、少なくとも積層体の幅方向における両端より３０ｍｍの部分での厚み（ｔ1）と幅方向の中心部の厚み（ｔ２）の比が上記範囲内であれば本発明に包含される。ｔ１とｔ２の比が１より大きいと基材のハンドリング時の端部の亀裂を防ぐことができ、結果として収率を上げることができる。また１０以下にすることにより銅箔の製造が容易になり製造コストを上げずに収率を上げることができる。本発明においては、幅方向における中心部の厚み（ｔ２）が薄い場合に効果を得ることができ、ｔ２の厚みは金属層、樹脂層それぞれの厚みにより特に限定されないが、好ましくは１０μｍ〜１００μｍであり、より好ましくは１５μｍ〜８０μｍ、さらに好ましくは１５μｍ〜５０μｍである。
【０００９】
本発明において積層体の幅は上記条件を満たすのに充分な幅であれば特に限定されないが、好ましくは１５０ｍｍ〜４００ｍｍであり、より好ましくは２５０ｍｍ程度である。
【００１０】
フレキシブル金属積層体の幅方向における両端からの厚みが大きい部分は、端面から５０ｍｍ以内、好ましくは４０ｍｍ以内、より好ましくは３０ｍｍ以内であり、このようにすることにより、加工できる面積が増え、単位面積あたりの取り数が増大する。
【００１１】
本発明の積層体の構成は、好ましくは金属層が複数層からなるものであり、少なくともその中の一層の厚みを変化させたものであることが好ましい。このような厚みの変化を持つフレキシブル金属積層体の具体的な構造は、例えば図１に示すとおりであり、この製造方法は、例えば、金属箔の厚みを端部と中心部で変えることにより、製造することが可能である。端部厚みの異なる金属箔は、予め金属箔の片面に０．１μm以上５μm以下、好ましくは０．５以上２μｍ以下の厚みで樹脂層が形成された片面金属積層体を２００〜４００℃好ましくは２８０〜３５０℃で中心部分とその両端に異なる厚みの金属箔を積層させ、ラミネートして製造することができる。
【００１２】
図１に示される金属層１、金属層２の材質は、特に限定はないが、好ましい例としては銅箔、ステンレス、及びこれらの合金等であり、具体的には銅箔の場合は圧延銅箔、電解銅箔が挙げられる。また、金属層１及び金属層２の厚さは、０．１μm以上１００μm以下、好ましくは０．１μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、これらは、それぞれ同じ厚みでも異なる厚みでもよい。金属層１，２の厚みがより薄い場合に、積層体のハンドリングが悪くなるため、本発明のような積層体構造とすることにより効果を得ることができる。金属層３Ａ、金属層３Ｂの材質は、特に限定はないが、好ましい例としては銅箔、ステンレス、及びこれらの合金等であり、中心部の金属箔２と同じ材質であることが好ましい。金属層３Ａ、金属層３Ｂの厚みは１０μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上４０μｍ以下である。これらの厚みは、積層体とした場合の幅方向における両端より３０ｍｍの範囲の厚みと幅方向における中心部での厚みが本発明の範囲内になるようにコントロールされることが重要である。
【００１３】
また、図１における金属層に積層する樹脂層は、単層でも構わないが、好ましくは複数層形成されているものであり、樹脂層１、樹脂層２、樹脂層３が設けられることが好ましい。その場合、樹脂層１と樹脂層３は特に限定はないが、具体的には熱可塑性樹脂を使用することが好ましく、使用できる熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリアミドイミド系、ポリエーテルイミド系、ポリエーテル系、エポキシ系、アクリル系等が挙げられる。好ましくは、ポリイミド系である。
【００１４】
好ましい熱可塑性ポリイミド樹脂としては、原料としてジアミンと酸二無水物を使用したものであり、好ましいジアミンの例として、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）アミノフェノキシ）ベンゼン等、好ましい酸二無水物として、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物等が挙げられる。
【００１５】
樹脂層２は特に限定はないが、具体的には非熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。使用できる非熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリアミドイミド系、ポリエーテルイミド系、ポリエーテル系、エポキシ系、アクリル系等が挙げられる。好ましくは、ポリイミド系である。好ましい非熱可塑性ポリイミド樹脂としては、原料としてジアミンと酸二無水物を使用したものであり、好ましいジアミンの例として、パラフェニレンジアミン、４，４‘−ジアミノジフェニルエーテル等が挙げられ、好ましい酸二無水物として、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物等が挙げられる。
【００１６】
また、樹脂層２には非熱可塑性ポリイミドフィルムが用いられることも好ましく、具体的な非熱可塑性ポリイミドフィルムとして、非熱可塑性ポリイミドフィルム（宇部興産（株）社製、Upilex（登録商標）シリーズ）、非熱可塑性ポリイミドフィルム（（株）カネカ製、Apical（登録商標）シリーズ）、非熱可塑性ポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）社製、Kapton（登録商標）シリーズ）等が挙げられる。
【００１７】
図１において、樹脂層１と樹脂層２と樹脂層３を合計した厚みは、通常３μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは３μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上３０μｍ以下である。
【００１８】
また、本発明の積層体おいて、樹脂層が複数層からなるものであり、少なくともその中の一層の厚みを変化させたものも好ましい態様である。その場合の金属積層体の一例を図２に示す。図２に示される金属層１の材質は、特に限定はないが、好ましい例としては銅箔、ステンレス、及びこれらの合金等であり、具体的には銅箔の場合は圧延銅箔、電解銅箔が挙げられる。また、金属層の厚さは、０．１μm以上１００μm以下、好ましくは０．１μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１μｍ以上１０μｍ以下である。また、図２における金属層に積層する樹脂層は、複数層形成されているものであり、樹脂層１、樹脂層２、樹脂層３、樹脂層４Ａ、樹脂層４Ｂが設けられることが好ましい。その場合、樹脂層１と樹脂層３は特に限定はないが、具体的には熱可塑性樹脂を使用することが好ましく、使用できる熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリアミドイミド系、ポリエーテルイミド系、ポリエーテル系、エポキシ系、アクリル系等が挙げられる。好ましくは、ポリイミド系である。
【００１９】
好ましい熱可塑性ポリイミド樹脂としては、原料としてジアミンと酸二無水物を使用したものであり、好ましいジアミンの例として、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）アミノフェノキシ）ベンゼン等、好ましい酸二無水物として、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物等が挙げられる。
【００２０】
樹脂層２は特に限定はないが、具体的には非熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。使用できる非熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリアミドイミド系、ポリエーテルイミド系、ポリエーテル系、エポキシ系、アクリル系等が挙げられる。好ましくは、ポリイミド系である。好ましい非熱可塑性ポリイミド樹脂としては、原料としてジアミンと酸二無水物を使用したものであり、好ましいジアミンの例として、パラフェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル等が挙げられ、好ましい酸二無水物として、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物等が挙げられる。
【００２１】
また、樹脂層２には非熱可塑性ポリイミドフィルムが用いられることも好ましく、具体的な非熱可塑性ポリイミドフィルムとして、非熱可塑性ポリイミドフィルム（宇部興産社製、Upilex（登録商標）シリーズ）、非熱可塑性ポリイミドフィルム（（株）カネカ製、Apical（登録商標）シリーズ）、非熱可塑性ポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、Kapton（登録商標）シリーズ）等が挙げられる。
【００２２】
樹脂層４Ａ、樹脂層４Ｂは特に限定はなく、樹脂層１、樹脂層２、樹脂層３で使用される樹脂と同種のものを用いることが好ましく、特に好ましいのはポリイミド系樹脂である。
【００２３】
図２において、樹脂層１と樹脂層２と樹脂層３を合計した厚みは、好ましくは３μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは３μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上３０μｍ以下である。本発明は、積層体の樹脂層が薄い場合のハンドリングの悪さの解決のためになされたものであるから、本発明の効果を得るためにはある程度樹脂層が薄いことが必要である。また、樹脂層４Ａ、樹脂層４Ｂの厚みは１０μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上８０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下である。これらの厚みは、積層体とした場合の幅方向における両端より３０ｍｍの範囲の厚みと幅方向における中心部での厚みが本発明の範囲内になるようにコントロールされることが重要である。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を、実施例によりさら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
合成例１：非熱可塑性ポリイミド前駆体の合成
ジアミン成分として、パラフェニレンジアミンを7.7モル、４，４’−オキシジアニリンを1.15モル、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニルを1.15モル秤量した。テトラカルボン酸成分として、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を5.4モル、ピロメリット酸二無水物を4.45モル秤量した。N,N−ジメチルアセトアミドとＮ−メチル−２−ピロリドン混合溶媒に溶解し混合した。溶媒の比率は、前者23重量％、後者77重量％であった。反応温度、時間は、23℃、6時間であり、非熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液を得た。
【００２５】
合成例２：熱可塑性ポリイミド前駆体の合成
撹拌機及び窒素導入管を備えた容器に、溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド８５５ｇを加え、これに１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン６９．１６ｇを加え、溶解するまで室温にて撹拌を行った。その後、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物７５．８４ｇを加え、６０℃において撹拌を行い、ポリアミド酸溶液を得た。ポリアミド酸の含有率が１５重量％であった。
【００２６】
実施例１
市販の銅箔（オーリン製キャリア付き極薄銅箔ＸＴＦ−５μm）に、合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該樹脂層の上に、合成例１で得られた非熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液を、ダイコーターにより、乾燥後の厚さが６μｍになるように塗工を行った。更に、当該樹脂層の上に合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該塗工により、得られた樹脂層の厚みは１０μｍとなった。当該塗工において得られた銅箔樹脂積層体の樹脂側に、市販の銅箔（オーリン製キャリア付き極薄銅箔ＸＴＦ−５μm）をロールラミネーターにより２４０℃で圧力１．５ＭＰａの条件で、両側にそれぞれ５０ｍｍずつ樹脂層を残すように張り合わせた。その後、両面に張られているキャリア銅箔を剥し、銅箔５μｍ、樹脂層１０μｍ、銅箔５μｍ、合計２０μｍ厚みのフレキシブル金属積層体を得た。次に、両側にそれぞれ樹脂層として残った５０ｍｍ部分の２箇所に対して、市販の圧延銅箔（ジャパンエナジー製ＢＨＹ−２２Ｂ−Ｔ ３５μm）５０ｍｍ幅をロールラミネーターにより２４０℃で圧力１．５ＭＰａの条件で、張り合わせた。次にバッチ式のオートクレーブにて温度２８０℃で４時間窒素雰囲気下でアニールを行い、両端の厚みが中心部の厚みよりも大きいポリイミドフレキシブル金属箔積層体を得た。得られたポリイミドフレキシブル金属積層体の幅方向における厚みは、両端から３０ｍｍ中に入った部分は５５μｍ、中心部では２０μｍであった。当該フレキシブル金属積層体を回路加工を行うために、エッチングラインに投入したが、特に破断などのトラブルは発生しなかった。
【００２７】
実施例２
市販の銅箔（オーリン製キャリア付き極薄銅箔ＸＴＦ−５μm）に、合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該樹脂層の上に、合成例１で得られた非熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液を、ダイコーターにより、乾燥後の厚さが６μｍになるように塗工を行った。更に、当該樹脂層の上に合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該塗工により、得られた樹脂層の厚みは１０μｍとなった。さらに、当該樹脂層の両端から５０ｍｍの部分に対して、ダイコーターにより、乾燥後の厚みが２０μｍなるように塗工を行った。当該塗工において得られたポリイミドフレキシブル金属積層体の幅方向における厚みは、両端から３０ｍｍ中に入った部分は３５μｍ、中心部は１５μｍであった。当該フレキシブル金属積層体を回路加工を行うために、エッチングラインに投入したが、特に破断などのトラブルは発生しなかった。
【００２８】
比較例１
市販の銅箔（オーリン製キャリア付き極薄銅箔ＸＴＦ−５μm）に、合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該樹脂層の上に、合成例１で得られた非熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液を、ダイコーターにより、乾燥後の厚さが６μｍになるように塗工を行った。更に、当該樹脂層の上に合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該塗工により、得られた樹脂層の厚みは１０μｍとなった。当該塗工において得られた銅箔樹脂積層体の樹脂側に、市販の銅箔（オーリン製キャリア付き極薄銅箔ＸＴＦ−５μm）をロールラミネーターにより２４０℃で圧力１．５ＭＰａの条件で張り合わせた。その後、両面に張られているキャリア銅箔を剥し、銅箔５μｍ、樹脂層１０μｍ、銅箔５μｍ、合計２０μｍ厚みのフレキシブル金属積層体を得た。当該フレキシブル金属積層体を回路加工を行うために、エッチングラインに投入したが、強度が非常に弱く破断などのトラブルが発生した。
【００２９】
比較例２
市販の銅箔（オーリン製キャリア付き極薄銅箔ＸＴＦ−５μm）に、合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該樹脂層の上に、合成例１で得られた非熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液を、ダイコーターにより、乾燥後の厚さが６μｍになるように塗工を行った。更に、当該樹脂層の上に合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該塗工において得られたポリイミドフレキシブル金属積層体の厚みは１５μｍであった。当該フレキシブル金属積層体を回路加工を行うために、エッチングラインに投入したが、強度が非常に弱く破断などのトラブルが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のフレキシブル金属積層体は、回路パターン加工された後に携帯電話などの電子機器類に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例の一形態である。
【図２】本発明の実施例の一形態である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は主に電子機器内で使用される樹脂層と金属層で構成されるフレキシブル金属積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル金属積層体は、カメラ、携帯電話、パソコンなどの電子機器に幅広く使用されている。例えば携帯電話の場合、小型薄膜化、ＴＶ機能搭載、ＧＰＳ機能搭載など、サイズの薄膜化が加速され、なおかつ、多機能部品が搭載される傾向にある。そのため、使用される部品の小型化、薄型化が進んでおり、これらの部品を搭載あるいは接続するために使用されているフレキシブル金属積層体においても、薄型化が進んでいる。フレキシブル金属積層体が薄型化されることにより、携帯電話の中では次に示されるような利点がある。最近の携帯電話は折りたたみタイプが主流であり、折りたたみ部を接続している配線にフレキシブル金属積層体が使用されている。この折りたたみ配線は、厚みが薄い程屈曲特性が向上（何回屈曲させたら、配線が破断するか）することが一般的である。そのため、携帯電話の折りたたみ配線部には、薄型のフレキシブル金属積層体が使用されているケースが多い。
【０００３】
ところが、フレキシブル金属積層体を薄型化していくと、加工工程においてハンドリング性が非常に困難になる。ハンドリング性が困難というのは、具体的には、薄型化のために強度が弱くなり、加工時に材料が破断する現象が発生すること等をいう。このため、薄型のフレキシブル金属積層体を加工する場合は、ライン速度を遅くするなどを行い、材料が破断しないように慎重に加工を行っており、生産性が非常に悪く、また、それでも破断が発生して収率の悪化が顕著であった。
【非特許文献１】液晶・小型電子機器用フレキシブル基板開発の最前線（ＩＳＳ産業科学システムズ：ＩＳＳＥＣ ＰＷＢ新技術フォーラム論文集 ２００３年１１月１９日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フレキシブル金属積層体において、幅方向の端部における厚みを厚くすることにより、フレキシブル金属積層体の強度を増すことにより、加工において破断が発生しない、ハンドリングが良好なフレキシブル金属積層体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、鋭意検討した結果、フレキシブル金属積層体において幅方向の端部における厚みを厚くすることにより、フレキシブル金属積層体の強度が向上することを見出し、加工において破断が発生しないフレキシブル金属積層体が得られ、本発明を完成した。
【０００６】
即ち本発明は、
（１）樹脂層と金属が積層された積層体において、積層体の幅方向における両端より３０ｍｍの範囲の厚み（ｔ１）が、幅方向における中心部の厚み（ｔ２）よりも大きく、なおかつ、ｔ１とｔ２の比（ｔ１／ｔ２）が１より大きく１０以下であることを特徴とするフレキシブル金属積層体、好ましくは
（２）樹脂層が複数層からなるものであり、少なくともその中の一層の厚みを変化させたものである（１）記載のフレキシブル金属積層体、また好ましくは
（３）金属層が複数層からなるものであり、少なくともその中の一層の厚みを変化させたものである（１）あるいは（２）記載のフレキシブル金属積層体、
（４）幅方向における中心部の厚み（ｔ２）が、１０μｍ〜１００μｍである（１）〜（３）記載のフレキシブル金属積層体に関するものである。
【発明の効果】
【０００７】
フレキシブル金属積層体において幅方向の端部における厚みを厚くすることにより、フレキシブル金属積層体の強度が向上することを見出し、加工において破断が発生しないフレキシブル金属積層体が得られた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明は、樹脂層と金属が積層された積層体において、積層体の幅方向における両端より３０ｍｍの範囲の厚み（ｔ１）が、幅方向における中心部の厚み（ｔ２）よりも大きく、なおかつ、ｔ１とｔ２の比（ｔ１／ｔ２）が１より大きく１０以下であることを特徴とするフレキシブル金属積層体である。本発明においては、少なくとも積層体の幅方向における両端より３０ｍｍの部分での厚み（ｔ1）と幅方向の中心部の厚み（ｔ２）の比が上記範囲内であれば本発明に包含される。ｔ１とｔ２の比が１より大きいと基材のハンドリング時の端部の亀裂を防ぐことができ、結果として収率を上げることができる。また１０以下にすることにより銅箔の製造が容易になり製造コストを上げずに収率を上げることができる。本発明においては、幅方向における中心部の厚み（ｔ２）が薄い場合に効果を得ることができ、ｔ２の厚みは金属層、樹脂層それぞれの厚みにより特に限定されないが、好ましくは１０μｍ〜１００μｍであり、より好ましくは１５μｍ〜８０μｍ、さらに好ましくは１５μｍ〜５０μｍである。
【０００９】
本発明において積層体の幅は上記条件を満たすのに充分な幅であれば特に限定されないが、好ましくは１５０ｍｍ〜４００ｍｍであり、より好ましくは２５０ｍｍ程度である。
【００１０】
フレキシブル金属積層体の幅方向における両端からの厚みが大きい部分は、端面から５０ｍｍ以内、好ましくは４０ｍｍ以内、より好ましくは３０ｍｍ以内であり、このようにすることにより、加工できる面積が増え、単位面積あたりの取り数が増大する。
【００１１】
本発明の積層体の構成は、好ましくは金属層が複数層からなるものであり、少なくともその中の一層の厚みを変化させたものであることが好ましい。このような厚みの変化を持つフレキシブル金属積層体の具体的な構造は、例えば図１に示すとおりであり、この製造方法は、例えば、金属箔の厚みを端部と中心部で変えることにより、製造することが可能である。端部厚みの異なる金属箔は、予め金属箔の片面に０．１μm以上５μm以下、好ましくは０．５以上２μｍ以下の厚みで樹脂層が形成された片面金属積層体を２００〜４００℃好ましくは２８０〜３５０℃で中心部分とその両端に異なる厚みの金属箔を積層させ、ラミネートして製造することができる。
【００１２】
図１に示される金属層１、金属層２の材質は、特に限定はないが、好ましい例としては銅箔、ステンレス、及びこれらの合金等であり、具体的には銅箔の場合は圧延銅箔、電解銅箔が挙げられる。また、金属層１及び金属層２の厚さは、０．１μm以上１００μm以下、好ましくは０．１μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、これらは、それぞれ同じ厚みでも異なる厚みでもよい。金属層１，２の厚みがより薄い場合に、積層体のハンドリングが悪くなるため、本発明のような積層体構造とすることにより効果を得ることができる。金属層３Ａ、金属層３Ｂの材質は、特に限定はないが、好ましい例としては銅箔、ステンレス、及びこれらの合金等であり、中心部の金属箔２と同じ材質であることが好ましい。金属層３Ａ、金属層３Ｂの厚みは１０μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上４０μｍ以下である。これらの厚みは、積層体とした場合の幅方向における両端より３０ｍｍの範囲の厚みと幅方向における中心部での厚みが本発明の範囲内になるようにコントロールされることが重要である。
【００１３】
また、図１における金属層に積層する樹脂層は、単層でも構わないが、好ましくは複数層形成されているものであり、樹脂層１、樹脂層２、樹脂層３が設けられることが好ましい。その場合、樹脂層１と樹脂層３は特に限定はないが、具体的には熱可塑性樹脂を使用することが好ましく、使用できる熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリアミドイミド系、ポリエーテルイミド系、ポリエーテル系、エポキシ系、アクリル系等が挙げられる。好ましくは、ポリイミド系である。
【００１４】
好ましい熱可塑性ポリイミド樹脂としては、原料としてジアミンと酸二無水物を使用したものであり、好ましいジアミンの例として、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）アミノフェノキシ）ベンゼン等、好ましい酸二無水物として、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物等が挙げられる。
【００１５】
樹脂層２は特に限定はないが、具体的には非熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。使用できる非熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリアミドイミド系、ポリエーテルイミド系、ポリエーテル系、エポキシ系、アクリル系等が挙げられる。好ましくは、ポリイミド系である。好ましい非熱可塑性ポリイミド樹脂としては、原料としてジアミンと酸二無水物を使用したものであり、好ましいジアミンの例として、パラフェニレンジアミン、４，４‘−ジアミノジフェニルエーテル等が挙げられ、好ましい酸二無水物として、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物等が挙げられる。
【００１６】
また、樹脂層２には非熱可塑性ポリイミドフィルムが用いられることも好ましく、具体的な非熱可塑性ポリイミドフィルムとして、非熱可塑性ポリイミドフィルム（宇部興産（株）社製、Upilex（登録商標）シリーズ）、非熱可塑性ポリイミドフィルム（（株）カネカ製、Apical（登録商標）シリーズ）、非熱可塑性ポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）社製、Kapton（登録商標）シリーズ）等が挙げられる。
【００１７】
図１において、樹脂層１と樹脂層２と樹脂層３を合計した厚みは、通常３μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは３μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上３０μｍ以下である。
【００１８】
また、本発明の積層体おいて、樹脂層が複数層からなるものであり、少なくともその中の一層の厚みを変化させたものも好ましい態様である。その場合の金属積層体の一例を図２に示す。図２に示される金属層１の材質は、特に限定はないが、好ましい例としては銅箔、ステンレス、及びこれらの合金等であり、具体的には銅箔の場合は圧延銅箔、電解銅箔が挙げられる。また、金属層の厚さは、０．１μm以上１００μm以下、好ましくは０．１μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１μｍ以上１０μｍ以下である。また、図２における金属層に積層する樹脂層は、複数層形成されているものであり、樹脂層１、樹脂層２、樹脂層３、樹脂層４Ａ、樹脂層４Ｂが設けられることが好ましい。その場合、樹脂層１と樹脂層３は特に限定はないが、具体的には熱可塑性樹脂を使用することが好ましく、使用できる熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリアミドイミド系、ポリエーテルイミド系、ポリエーテル系、エポキシ系、アクリル系等が挙げられる。好ましくは、ポリイミド系である。
【００１９】
好ましい熱可塑性ポリイミド樹脂としては、原料としてジアミンと酸二無水物を使用したものであり、好ましいジアミンの例として、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）アミノフェノキシ）ベンゼン等、好ましい酸二無水物として、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物等が挙げられる。
【００２０】
樹脂層２は特に限定はないが、具体的には非熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。使用できる非熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリアミドイミド系、ポリエーテルイミド系、ポリエーテル系、エポキシ系、アクリル系等が挙げられる。好ましくは、ポリイミド系である。好ましい非熱可塑性ポリイミド樹脂としては、原料としてジアミンと酸二無水物を使用したものであり、好ましいジアミンの例として、パラフェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル等が挙げられ、好ましい酸二無水物として、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物等が挙げられる。
【００２１】
また、樹脂層２には非熱可塑性ポリイミドフィルムが用いられることも好ましく、具体的な非熱可塑性ポリイミドフィルムとして、非熱可塑性ポリイミドフィルム（宇部興産社製、Upilex（登録商標）シリーズ）、非熱可塑性ポリイミドフィルム（（株）カネカ製、Apical（登録商標）シリーズ）、非熱可塑性ポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、Kapton（登録商標）シリーズ）等が挙げられる。
【００２２】
樹脂層４Ａ、樹脂層４Ｂは特に限定はなく、樹脂層１、樹脂層２、樹脂層３で使用される樹脂と同種のものを用いることが好ましく、特に好ましいのはポリイミド系樹脂である。
【００２３】
図２において、樹脂層１と樹脂層２と樹脂層３を合計した厚みは、好ましくは３μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは３μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上３０μｍ以下である。本発明は、積層体の樹脂層が薄い場合のハンドリングの悪さの解決のためになされたものであるから、本発明の効果を得るためにはある程度樹脂層が薄いことが必要である。また、樹脂層４Ａ、樹脂層４Ｂの厚みは１０μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上８０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下である。これらの厚みは、積層体とした場合の幅方向における両端より３０ｍｍの範囲の厚みと幅方向における中心部での厚みが本発明の範囲内になるようにコントロールされることが重要である。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を、実施例によりさら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
合成例１：非熱可塑性ポリイミド前駆体の合成
ジアミン成分として、パラフェニレンジアミンを7.7モル、４，４’−オキシジアニリンを1.15モル、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニルを1.15モル秤量した。テトラカルボン酸成分として、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を5.4モル、ピロメリット酸二無水物を4.45モル秤量した。N,N−ジメチルアセトアミドとＮ−メチル−２−ピロリドン混合溶媒に溶解し混合した。溶媒の比率は、前者23重量％、後者77重量％であった。反応温度、時間は、23℃、6時間であり、非熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液を得た。
【００２５】
合成例２：熱可塑性ポリイミド前駆体の合成
撹拌機及び窒素導入管を備えた容器に、溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド８５５ｇを加え、これに１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン６９．１６ｇを加え、溶解するまで室温にて撹拌を行った。その後、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物７５．８４ｇを加え、６０℃において撹拌を行い、ポリアミド酸溶液を得た。ポリアミド酸の含有率が１５重量％であった。
【００２６】
実施例１
市販の銅箔（オーリン製キャリア付き極薄銅箔ＸＴＦ−５μm）に、合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該樹脂層の上に、合成例１で得られた非熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液を、ダイコーターにより、乾燥後の厚さが６μｍになるように塗工を行った。更に、当該樹脂層の上に合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該塗工により、得られた樹脂層の厚みは１０μｍとなった。当該塗工において得られた銅箔樹脂積層体の樹脂側に、市販の銅箔（オーリン製キャリア付き極薄銅箔ＸＴＦ−５μm）をロールラミネーターにより２４０℃で圧力１．５ＭＰａの条件で、両側にそれぞれ５０ｍｍずつ樹脂層を残すように張り合わせた。その後、両面に張られているキャリア銅箔を剥し、銅箔５μｍ、樹脂層１０μｍ、銅箔５μｍ、合計２０μｍ厚みのフレキシブル金属積層体を得た。次に、両側にそれぞれ樹脂層として残った５０ｍｍ部分の２箇所に対して、市販の圧延銅箔（ジャパンエナジー製ＢＨＹ−２２Ｂ−Ｔ ３５μm）５０ｍｍ幅をロールラミネーターにより２４０℃で圧力１．５ＭＰａの条件で、張り合わせた。次にバッチ式のオートクレーブにて温度２８０℃で４時間窒素雰囲気下でアニールを行い、両端の厚みが中心部の厚みよりも大きいポリイミドフレキシブル金属箔積層体を得た。得られたポリイミドフレキシブル金属積層体の幅方向における厚みは、両端から３０ｍｍ中に入った部分は５５μｍ、中心部では２０μｍであった。当該フレキシブル金属積層体を回路加工を行うために、エッチングラインに投入したが、特に破断などのトラブルは発生しなかった。
【００２７】
実施例２
市販の銅箔（オーリン製キャリア付き極薄銅箔ＸＴＦ−５μm）に、合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該樹脂層の上に、合成例１で得られた非熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液を、ダイコーターにより、乾燥後の厚さが６μｍになるように塗工を行った。更に、当該樹脂層の上に合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該塗工により、得られた樹脂層の厚みは１０μｍとなった。さらに、当該樹脂層の両端から５０ｍｍの部分に対して、ダイコーターにより、乾燥後の厚みが２０μｍなるように塗工を行った。当該塗工において得られたポリイミドフレキシブル金属積層体の幅方向における厚みは、両端から３０ｍｍ中に入った部分は３５μｍ、中心部は１５μｍであった。当該フレキシブル金属積層体を回路加工を行うために、エッチングラインに投入したが、特に破断などのトラブルは発生しなかった。
【００２８】
比較例１
市販の銅箔（オーリン製キャリア付き極薄銅箔ＸＴＦ−５μm）に、合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該樹脂層の上に、合成例１で得られた非熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液を、ダイコーターにより、乾燥後の厚さが６μｍになるように塗工を行った。更に、当該樹脂層の上に合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該塗工により、得られた樹脂層の厚みは１０μｍとなった。当該塗工において得られた銅箔樹脂積層体の樹脂側に、市販の銅箔（オーリン製キャリア付き極薄銅箔ＸＴＦ−５μm）をロールラミネーターにより２４０℃で圧力１．５ＭＰａの条件で張り合わせた。その後、両面に張られているキャリア銅箔を剥し、銅箔５μｍ、樹脂層１０μｍ、銅箔５μｍ、合計２０μｍ厚みのフレキシブル金属積層体を得た。当該フレキシブル金属積層体を回路加工を行うために、エッチングラインに投入したが、強度が非常に弱く破断などのトラブルが発生した。
【００２９】
比較例２
市販の銅箔（オーリン製キャリア付き極薄銅箔ＸＴＦ−５μm）に、合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該樹脂層の上に、合成例１で得られた非熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液を、ダイコーターにより、乾燥後の厚さが６μｍになるように塗工を行った。更に、当該樹脂層の上に合成例２で得られた熱可塑性ポリイミド前駆体のポリアミック酸溶液をロールコーターにより、乾燥後の厚みが２μｍになるように塗工を行った。当該塗工において得られたポリイミドフレキシブル金属積層体の厚みは１５μｍであった。当該フレキシブル金属積層体を回路加工を行うために、エッチングラインに投入したが、強度が非常に弱く破断などのトラブルが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のフレキシブル金属積層体は、回路パターン加工された後に携帯電話などの電子機器類に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例の一形態である。
【図２】本発明の実施例の一形態である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層と金属が積層された積層体において、積層体の幅方向における両端より３０ｍｍの範囲の厚み（ｔ１）が、幅方向における中心部の厚み（ｔ２）よりも大きく、なおかつ、ｔ１とｔ２の比（ｔ１／ｔ２）が１より大きく１０以下であることを特徴とするフレキシブル金属積層体。
【請求項２】
樹脂層が複数層からなるものであり、少なくともその中の一層の厚みを変化させたものである請求項１記載のフレキシブル金属積層体。
【請求項３】
金属層が複数層からなるものであり、少なくともその中の一層の厚みを変化させたものである請求項１あるいは２記載のフレキシブル金属積層体。
【請求項４】
幅方向における中心部の厚み（ｔ２）が、１０μｍ〜１００μｍである請求項１〜３記載のフレキシブル金属積層体。
【請求項１】
樹脂層と金属が積層された積層体において、積層体の幅方向における両端より３０ｍｍの範囲の厚み（ｔ１）が、幅方向における中心部の厚み（ｔ２）よりも大きく、なおかつ、ｔ１とｔ２の比（ｔ１／ｔ２）が１より大きく１０以下であることを特徴とするフレキシブル金属積層体。
【請求項２】
樹脂層が複数層からなるものであり、少なくともその中の一層の厚みを変化させたものである請求項１記載のフレキシブル金属積層体。
【請求項３】
金属層が複数層からなるものであり、少なくともその中の一層の厚みを変化させたものである請求項１あるいは２記載のフレキシブル金属積層体。
【請求項４】
幅方向における中心部の厚み（ｔ２）が、１０μｍ〜１００μｍである請求項１〜３記載のフレキシブル金属積層体。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−１５９６５２（Ｐ２００６−１５９６５２Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５４７６３（Ｐ２００４−３５４７６３）
【出願日】平成１６年１２月８日（２００４．１２．８）
【出願人】（０００００５８８７）三井化学株式会社 (2,318)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月８日（２００４．１２．８）
【出願人】（０００００５８８７）三井化学株式会社 (2,318)
【Ｆターム（参考）】
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