CN101534606A - 用于制造覆铜层压板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于制造覆铜层压板的方法,该方法包括以下步骤:在包含液晶聚合物的树脂层上配置至少一层铜箔以使该树脂层粘附到铜箔的表面上,其中铜箔表面具有0.4或更大的镍浓度和铜浓度的比值,并且当用X射线光电子光谱法测量时基本上没有检出硅。覆铜层压板即使在高温和高湿度的气氛中仍能充分保持铜箔和树脂层之间的优秀的粘合性。
Description
技术领域
本发明涉及用于制造例如可用作印刷电路板的覆铜层压板(copper-cladlaminate)的方法,更具体地涉及用于制造包括包含液晶聚合物的树脂层的覆铜层压板的方法。
背景技术
已知在铜箔上具有树脂层的覆铜层压板是用于柔性印刷电路板的基材。这种覆铜层压板以对铜箔进行蚀刻形成电路图案的方式被用作柔性印刷电路板(下文有时候称为“FPC”)。
近年来,FPC用作具有含液晶聚合物的树脂层的绝缘层的各种研究一直在进行,原因在于该树脂层的电特性,例如介电特性是优秀的,但是通常还指出,包含液晶聚合物的树脂层与铜箔的粘合性能低。通常,主要研究了用于制造覆铜层压板的方法,其中预先形成的液晶聚合物膜连接到铜箔上。例如,日本未审专利公开No.2006-130761公开了制造覆铜层压板的方法,其中液晶聚合物膜和铜箔在150到300℃的温度条件经受热压粘合。此外,日本未审专利公开No.2007-129208公开了用于制造覆铜层压板的方法,其中将包含液晶聚酯和溶剂的溶液涂覆到厚度为5μm或更小的超薄铜箔上,然后将溶剂从铜箔上涂覆的膜中除掉。
发明内容
如上所述,已进行了各种研究来改善覆铜层压板的铜箔和树脂层之间的粘合性能。然而,还没有获得即使当维持在高温和高湿度条件下仍具有优秀粘合性能的覆铜层压板。在使用这种覆铜层压板制造FPC时,由于长期的使用,配置有FPC的电器设备和电子设备趋向于容易产生故障,这会降低电器设备和电子设备的可靠性。
在这种情况下,本发明的目的之一是提供用于制造覆铜层压板的方法,该板在即便是这种高温和高湿度气氛下仍然能充分地维持铜箔和树脂层之间的优秀的粘合性能。本发明的另一个目的是制造这样这种优秀的覆铜层压板和使用这种覆铜层压板的双面覆铜层压板。
本发明的发明人通过认真研究完成了本发明,从而实现这些目的。
因此本发明提供用于制造覆铜层压板的方法,该方法包括以下步骤:配置至少一层铜箔在含液晶聚合物的树脂层上以使树脂层粘附到铜箔的表面,其中铜箔的表面具有0.4或更大的镍浓度和铜浓度的比值,且当用X射线光电子光谱法检测时基本上没有检测出硅。
另外,本发明提供单面覆铜层压板和双面覆铜层压板,两者在铜箔和树脂层之间的粘合性能均优秀,并可通过上述方法获得。
此外,本发明提供用于改善覆铜层压板中铜箔和树脂层之间的粘合性能的方法。
根据本发明,提供这样的覆铜层压板,使得在铜箔和包含液晶聚合物的树脂层之间的粘合性能是优秀的,该粘合性能即使在高温和高湿度气氛下仍然能够充分地保持。本发明中获得的覆铜层压板,可以是单面的或双面的覆铜层压板,在工业中非常有用,因为该层压板可以提供实用性和耐长期使用性高的FPC。
具体实施方式
在下文中,当描述本发明的用于制造覆铜层压板的方法的优选实施方案时,顺序描述了用于本发明的铜箔、优选用于本发明的液晶聚合物、包含该液晶聚合物的树脂层、本发明获得的覆铜层压板。
在本发明中,覆铜层压板由包括下述步骤的方法制造:在含液晶聚合物的树脂层上设置至少一层铜箔以使该树脂层粘附到铜箔的表面上,其中铜箔表面具有0.4或更大的镍浓度和铜浓度的比值,且当用X射线光电子光谱法测量时基本上没有检测出硅。
<铜箔>
首先,描述用于或优选用于本发明中的铜箔。
铜箔具有一表面,该表面的镍浓度和铜浓度的比值在0.4或更大的范围之内,并且当使用X射线光电子光谱法(XPS)测量时基本上没有硅浓度检出。通常,XPS测量可以在如下条件下进行:
当使X射线照射到待测量表面上时,在光电子从表面的出射角为35°的条件下测量光电子,并且镍浓度CNi(原子%)由包括伴峰(satellite peak)在内的Ni2p3/2的峰面积计算,铜浓度CCu(原子%)由Cu2p3/2的峰面积计算。另外,硅浓度Csi(原子%)或特别是硅的存在/不存在,由Si2p峰检测。
在本发明中,由SSI(Surface Science Instrument(表面科学仪器公司))制造的SSX-100(X射线:Al Kα射线(1486.6eV),X-射线斑点直径;1000μm)被用作XPS测量的分析装置。
本发明中的铜箔具有一表面,以使如此计算的镍浓度和铜浓度比值(CNi/CCu)在0.4或更大的范围之内,优选在0.42或更大的范围内。当铜箔表面的CNi/CCu的比值小于0.4时,得到的覆铜层压板趋向于在高温和高湿度气氛中铜箔和树脂层之间的粘合性能易于下降。
如上所述,本发明的铜箔具有当在上述条件下进行XPS测量时基本上没有硅浓度检出的表面。此处,基本上没有检出意指硅浓度和铜浓度的比值小于0.01。当使用具有硅检出的表面的铜箔时,得到的覆铜层压板也趋向于在高温和高湿度气氛中铜箔和树脂层之间的粘合性能易于下降。
这种可能涉及覆铜层压板中的铜箔表面物理性能的趋向是本发明的发明人通过研究首次发现的。
满足CNi/CCu是0.40或更大且基本上没有硅检出的性能的优选铜箔的实例之一可选自电解铜箔。
例如,作为本发明中使用的优选铜箔的电解铜箔可通过如下获得:
铜通过铜电解沉积在阴极上形成铜箔,并且面对阴极面的铜箔表面在铜箔从阴极上剥落的时候经受表面处理。典型地,通过电解制造的铜箔以如下方式进行制造,即在连续制造方法中,将阴极浸入在硫酸铜电解溶液中,将鼓形的转动阴极浸入在硫酸铜电解溶液中以通过电解反应在阴极表面上沉积铜,然后形成铜箔,其从阴极表面剥离下来。在这种电解铜箔中,在阴极表面开始电沉积的侧面上的平面,即在最初的电沉积中的被称作光亮表面,在电解完成侧面上的相对平面被称作粗糙表面,两者是相区别的。那么,光亮表面是光滑表面,作为阴极表面的转换形状,而粗糙表面是不规则的表面。用于本发明的铜箔可以容易地通过确定铜箔粗糙表面的特定组分来形成。
其次,包含镍的金属层(镍层)在铜箔的表面上形成。用于镍层的成型方法的实例包括化学镀、电镀、取代反应、喷雾雾化、涂覆、溅射和蒸发法。形成镍层的实例,作为简便的方法包括通过硫酸镍水溶液的电镀方法。用来电镀的硫酸镍水溶液的浓度和温度或在硫酸镍水溶液中浸泡铜箔的时间适当地调整以求获得在表面上具有预定镍浓度的铜箔。优选地,进行若干次预备试验,并且通过预备试验获得的铜箔的表面每个都进行XPS测量以计算镍浓度和铜浓度,然后可以选择电镀条件使得CNi/CCu在上述范围中。那么,上述用于电镀的硫酸镍水溶液要不包含硅组分。
备选地,用于本发明的铜箔可以选自市购的铜箔。请注意,大多数市购的铜箔要经受硅烷偶联剂处理,并且在上述测量条件下进行XPS测量检测到了硅。因此,当从市购的铜箔中选择时,优选从那些没有经过硅烷偶联剂处理的铜箔中选择用于本发明的铜箔。
本发明的铜箔可以经过物理处理,例如粗糙处理和化学表面处理(包括酸洗),目的是保证与包含液晶聚合体的树脂层间的粘合力,只要其不对本发明有不利影响。
优选的铜箔的厚度在5到150μm的范围内,更优选10到70μm的范围内,最优选10到35μm的范围内。铜箔的厚度的减薄是优选的,就能够形成精细图案而言,但是其厚度的过度减薄可能在制造过程中于铜箔上引起皱纹,并且另外可能引起导线的断裂和在铜箔上形成电路的时候降低电路板的可靠性。另一方面,铜箔厚度的增厚可能在电路的另一侧面上产生锥形,并且在通过蚀刻在铜箔上形成电路的时候可能难以形成精细图案。
用于本发明的树脂层(如下所述)的厚度与铜箔厚度的比值优选在0.7到20的范围内。考虑到该比值,可以根据树脂层的厚度确定铜箔的适当厚度。
优选地,用于本发明的铜箔具有一表面,使得在用于检测镍的峰中基本上没有检测到源自Ni2p3/2的852eV峰(其可通过在上述测量条件下进行XPS测量来计算)。在这种情况下,在由XPS测量获得的光谱中,Cls的主峰的观测斑点校准为284.6eV。然后,在分析获得的Ni2p3/2光谱波形的情况下,当852eV的峰面积相对于Ni2p3/2光谱来说小于1%时,源自Ni2p3/2的852eV的峰被认为是基本上没检出。
<液晶聚合物>
在本发明中,包含液晶聚合物的树脂层配置在上述铜箔上,以制造覆铜层压板。接着,用于树脂层的液晶聚合物描述如下。
液晶聚合物可以是热致液晶聚合物,并且在450℃或更低的温度可形成显示光学各向异性的熔体。液晶聚合物的优选实施例包括具有通过酯键连接的芳基的液晶聚酯。液晶聚酯的优选实施例包括液晶聚酯-酰胺,其中聚合物中一部分酯键被酰胺键取代。
上述液晶聚合物优选包含由下式(1)、(2)和(3)表示的结构单元,并且优选相对于结构单元(1)、(2)和(3)的总数,由式(1)表示的结构单元为30mol%到80mol%,由式(2)表示的结构单元为10mol%到35mol%,由式(3)表示的结构单元为10mol%到35mol%。
(1)-O-Ar1-CO-
(2)-CO-Ar2-CO-
(3)-X-Ar3-Y-
这里,Ar1表示亚苯基、亚萘基或亚联苯基;Ar2表示亚苯基、亚萘基、亚联苯基或由式(4)表示的二价基团;Ar3表示亚苯基或由式(4)表示的二价基团;X和Y各自独立地表示O(氧原子)或NH(氨基)。在Ar1、Ar2和Ar3中键合到芳环上的氢原子可以被卤素原子、烷基或芳基取代。
由式(4)表示的二价基团如下表示:
(4)-Ar10-Z-Ar11-
这里,Ar10和Ar11各自独立地表示亚苯基或亚萘基;Z表示O(氧原子)、CO(羰基)或SO2(磺酰基)。
包含这些结构单元的液晶聚合物的优点是尺寸稳定性优秀,且可优选用于本发明的覆铜层压板中的树脂层。该优点公开在上述日本未审专利公开No.2007—129208中。
结构单元(1)可以是来源于芳族羟基羧酸的结构单元,结构单元(2)可以是来源于芳族二羧酸的结构单元,结构单元(3)可以是来源于芳族二醇、芳族二胺或具有羟基的芳族胺的结构单元。可选择地,这些结构单元(1)到(3)可以是它们对应的成酯衍生物,该成酯衍生物包括可以提供酰胺键的衍生物。
羧酸的成酯衍生物的实例包括其中羧基是反应活性高的衍生物,例如酰氯和酸酐,以便促进制造聚酯和聚酰胺的反应的那些衍生物,以及其中羧基与醇和乙二醇形成酯以通过酯交换制造聚酯的那些衍生物。
酚羟基的成酯衍生物的实例包括其中酚羟基与羧酸形成酯以便通过酯交换制造聚酯的那些衍生物。
氨基的成酯衍生物的实例包括其中氨基与羧酸形成酰胺以便通过酯交换制造聚酯或聚酰胺的那些衍生物。
更具体地说,用于本发明的聚合物中的结构单元包括以下:
结构单元(1)的实例包括源自对羟基苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸和4-羟基-4′-联苯甲酸的结构单元;上述结构单元中的二种或更多种可以包含在所有结构单元中。在这些结构单元之中,优选包含源自2-羟基-6-萘甲酸的结构单元。
相对于所有结构单元的总数,的结构单元(1)优选以30mol%到80mol%,更优选32mol%到70mol%,最优选35mol%到50mol%的量包含在用于本发明的液晶聚合物中。当结构单元(1)相对于所有结构单元的总数的比值在该范围内时,液晶聚合物显示出充分的液晶性并在溶剂中具有充分的溶解度,以致带来如下优点,即便于通过后面提到的铸塑法形成树脂层。
结构单元(2)的实例包括源自对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸和4,4′-氧二苯基二甲酸的结构单元;上述结构单元中的二种或更多种可以包含在所有结构单元中。在这些结构单元之中,考虑到在溶剂中良好的溶解度,优选的是包含源自间苯二甲酸的结构单元的液晶聚合体。
相对于所有结构单元的总数,结构单元(2)优选以35mol%到10mol%,更优选34mol%到15mol%,最优选32.5mol%到25mol%的量包含在用于本发明的液晶聚合物中。当结构单元(2)相对于所有结构单元的总数的比值在该范围内时,液晶聚合体显示出充分的液晶性和在溶剂中的充分的溶解度,以致带来如下优点,即便于通过后面提到的铸塑法形成树脂层。
结构单元(3)的实例包括源自对苯二酚、间苯二酚、4,4′-二羟基联苯、3-氨基苯酚、4-氨基苯酚、1,4-苯二胺、1,3-苯二胺和4,4′-二羟基联苯的结构单元;上述结构单元中的二种或更多种可以包含在所有结构单元中。在这些结构单元之中,从容易形成包含液晶聚合物和溶剂的液晶聚合物溶液和允许树脂层和铜箔之间优秀的粘合性能的角度来看,优选包含以下结构单元的液晶聚合物,其中结构单元(3)的X和Y的至少一个是-MH-,并且优选使用包含源自4-氨基苯酚的结构单元的液晶聚合物。
相对于所有结构单元的总数,结构单元(3)优选以35mol%到10mol%,更优选34mol%到15mol%,最优选32.5mol%到25mol%的量包含在用于本发明的液晶聚合物中。当结构单元(3)相对于所有结构单元的总数的比值在该范围内时,液晶聚合体显示出充分的液晶性和在溶剂中的充分的溶解度,以致带来如下优点,即便于通过后面提到的铸塑法形成树脂层。
优选结构单元(3)基本上相当于结构单元(2),然而液晶聚合体的聚合度也可以进行控制,使得结构单元(3)相对于结构单元(2)变成90mol%到110mol%。
用于制造本发明中使用的液晶聚合体的方法没有特别限制。方法的实例包括这样的方法,其中对应于结构单元(1)的芳族羟基酸的酚羟基和氨基,和对应于结构单元(3)的具有羟基和/或芳族二胺的芳族二醇、芳族胺通过过量的脂肪酸酐酰化以获得酰化产物,然后将获得的酰化产物和对应于结构单元(2)的芳族二羧酸进行酯交换(缩聚)和熔体聚合(参见日本未审专利公开No..2002—220444和日本未审专利公开No..2002—146003)。
在酰化反应中,脂肪酸酐的添加量优选相当于酚羟基和氨基总数的1到1.2倍,更优选1.05到1.1倍。脂肪酸酐的添加量小于1.0倍当量导致酰化产物和原料单体在酯交换(缩聚)期间升华并带来容易堵塞反应系统的倾向,而添加量超过1.2倍当量带来使获得的液晶聚合物显著着色的倾向。
酰化反应优选在130到180℃的温度进行5分钟到10小时,更优选在140到160℃的温度进行10分钟到3小时。
用于酰化反应的脂肪酸酐没有特别限制;它的实例包括乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、异丁酸酐、戊酸酐、新戊酸酐、2-乙基己酸酐、单氯乙酸酐、二氯乙酸酐、三氯乙酸酐、单溴乙酸酐、二溴乙酸酐、三溴乙酸酐、单氟乙酸酐、二氟乙酸酐、三氟乙酸酐、戊二酐、马来酐、琥珀酸酐和β-溴丙酸酐;这些可以以两种或更多种的混合物使用。从成本和可操作性的角度来看,优选乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐和异丁酸酐,更优选乙酸酐。
在酯交换中,酰化产物的酰基基团优选相当于羧基的0.8到1.2倍。
优选酯交换在130到400℃的温度进行,同时以0.1到50℃/min的速率加热,更优选在150到350℃的温度进行,同时以0.3到5℃/min的速率加热。
当进行酰化反应和酯交换时,优选通过汽化从系统中蒸馏出副产物脂肪酸和未反应的脂肪酸酐以转移平衡。
酰化反应和酯交换可以在催化剂的存在下进行。通常已知用于聚合聚酯的催化剂可用作催化剂;其实例包括金属盐催化剂,例如乙酸镁、乙酸锡、四丁基钛酸盐、乙酸铅、乙酸钠、乙酸钾和三氧化锑,和有机化合物催化剂,例如N,N-二甲基氨基吡啶和N-甲基咪唑。
请注意,有时候这些催化剂并没有从制造的液晶聚合体中除掉,仍然保留在液晶聚合物中。在这种情况下,保留在液晶聚合物中的金属对FPC的树脂层的电特性可能会有坏的影响。因此,优选有机化合物催化剂用作该催化剂。具体地,包含氮原子的杂环化合物,例如N,N-二甲基氨基吡啶和N-甲基咪唑优选使用(参见日本未审专利公开No.2002-146003)。
催化剂可以在酰化反应和酯交换期间存在一段时间,并且可以在酰化反应之前和用于制造液晶聚合物的单体同时加入,或者在酰化反应或酯交换期间加入。
通过酯交换的缩聚可以通过熔体聚合来进行,熔体聚合和固相聚合可以一起进行。固相聚合可以以如下方式进行,即从熔体聚合的过程中提取出聚合物,其后粉碎变成粉末或薄片,之后热处理。它的具体实例包括在固相状态下、惰性气氛如氮气中、于20到350℃的温度进行1到30小时的热处理方法。固相聚合可以在搅拌的同时或处于静止状态没有搅拌下进行。熔体聚合槽和固相聚合槽也可通过安装适当的搅拌机构被制成同一反应容器。在固相聚合之后,获得的液晶聚合物可以造粒以提供良好的可操作性。
液晶聚合体的制造可以通过使用间歇设备和连续设备来完成。
液晶聚合体的重均分子量没有特别限制,可以在约100,000到约500,000的范围内。液晶聚合体的较高的分子量倾向于提供具有更好的尺寸稳定性的包含这种液晶聚合物的得到的树脂层。如上所述,当制造液晶聚合物时,熔体聚合和固相聚合一起可有助于获得较高分子量的液晶聚合物。请注意,由于液晶聚合物的重均分子量可能影响聚合物在溶剂中的溶解性,所以要适当确定液晶聚合物的重均分子量,以容易地提供包括液晶聚合物和溶剂的优选溶液,如下面描述。
<树脂层>
在本发明中,包括如上所述液晶聚合物的树脂层配置在至少一层铜箔上。
树脂层可以包含已知的填料和添加剂,只要它们对本发明没有不利影响。请注意,当树脂层包含具有镍组分和/或硅组分的填料和/或添加剂时,这些组分有时候可从树脂层转移到铜箔,其性能从而恶化。从上述角度来看,当加入填料时,树脂层中优选使用由无机材料制成的填料(即无机填料)。无机填料具有如此高的化学稳定性,以致镍组分和硅组分难以释放,并且可以充分阻止移动到铜箔上。
无机填料的实例包括由诸如硅石、玻璃、氧化铝、氧化钛、氧化锆、高岭土、碳酸钙、磷酸钙、硼酸铝、硫酸镁、氧化锌、碳化硅和氮化硅的材料组成的纤维、微粒、片状或晶须无机填料。其中,优选微粒无机填料或纤维填料,例如由硼酸铝、钛酸钾、硫酸镁、氧化锌、碳化硅、氮化硅或氧化铝组成的玻璃纤维和氧化铝纤维。当使用微粒无机填料时,优选的填料是:在通过使用激光衍射粒度分布测量设备于大约80%透光率时测量的粒度累积分布中,i)从最小的粒径起,对应于10%的相对粒子数量,粒径D10(μ)在1μ或更小的范围之内,以及ii)对应于90%的相对粒子数量,粒径D90(μ)在5μ或更大的范围之内。考虑到尺寸稳定性,优选这种微粒无机填料。
镍组分和硅组分不释放的这种有机填料可以用于本发明的树脂层中。这种有机填料的实例可以包括环氧树脂粉末、三聚氰胺树脂粉末、脲树脂粉末、苯并胍胺树脂粉末和苯乙烯树脂粉末。
添加剂的实例包括钛偶联剂、抗沉降剂、紫外线吸收剂和热稳定剂。
可以使用这些填料和添加剂的一种或多种。
在树脂层中,可以包含除了液晶聚合物外的树脂组分,只要它对本发明没有不利影响。除了液晶聚合物外的树脂组分的实例包括热塑性树脂,例如聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚苯硫醚、聚醚酮、聚碳酸酯、聚醚砜、聚苯醚和它们的改性产物,以及聚醚酰亚胺,和弹性体如甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚乙烯的共聚物。可以使用一种或多种的这类树脂组分,只要它不劣化本发明的效果。
树脂层优选制备在至少一层铜箔上,通过将包含液晶聚合物和溶剂的液晶聚合物溶液涂覆到铜箔上,随后除去溶剂。从获得的层压板中树脂层和铜箔之间显示优秀的粘合性能的角度来看,使用液晶聚合物溶液的这种铸塑方法在本发明中对形成树脂层是有益的。
下面详细描述铸塑方法。
在铸塑方法中,通过在溶剂中溶解液晶聚合物获得的液晶聚合物溶液涂覆到铜箔或浇铸在铜箔上,然后通过例如热处理除去溶剂。
用作液晶聚合物溶液的溶剂的实例包括非质子溶剂,例如N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基己内酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N-甲基丙酰胺(N-methylpropionamido)、二甲基亚砜、γ-丁基内酯、二甲基咪唑烷酮、四甲基磷酰胺(tetramethylphosphoricamide)和乙基乙酸溶纤剂,和有机溶剂,例如卤化苯酚,例如对氯苯酚;尤其优选非质子溶剂。溶剂的一种或多种可以单独使用或使用它们的混合物。
相对于溶剂,液晶聚合物溶液可包含浓度为0.5wt%到50wt%,优选5wt%到30wt%的液晶聚合物。
当液晶聚合物的浓度低于上述范围时,树脂层的生产率可能下降。另一方面,当液晶聚合物的浓度高于上述范围时,液晶聚合物倾向于难溶于溶剂。
优选液晶聚合物溶液通过过滤器过滤,以除去包含在溶液中的细小夹杂物。
如上所述,包含无机填料的树脂层可以通过使用包含无机填料的液晶聚合物溶液获得。
包含无机填料的树脂层可以通过使用这样的溶液提供,即相对于100重量份的液晶聚合物,无机填料的浓度范围为100重量份或更少,优选40重量份或更少。
无机填料可以进行表面处理,以改善和液晶聚合物的相容性和粘合性能。请注意,适当选择用于表面处理的试剂,以便镍和硅不会容易地从树脂层移动到铜箔。
在本发明的制造覆铜层压板的方法中,将这种液晶聚合物溶液涂覆在铜箔上,然后从涂膜中除去溶剂。用于除去溶剂的方法没有特别限制,优选通过汽化溶剂来除去该溶剂。可以使用热处理、减压处理、通风处理或它们的组合来作为汽化溶剂的方法。尤其更优选的是热处理,并且热处理的温度条件优选在约80℃到约200℃的范围内。热处理的时间在约10到约20分钟的范围内。
就本发明的覆铜层压板而言,树脂层也可以通过热处理除去溶剂、其后进一步地进行热处理来重构(reform)。进行这样的重构以控制树脂层中液晶聚合物的取向,并且这种重构可以改善树脂层的性能,例如机械强度。根据重构的热处理条件是优选250℃或更高且350℃或更低,时间优选为600分钟或更少。根据重构的热处理优选在惰性气氛例如氮气中完成。
覆铜层压板
当本发明使用一个铜箔时,可以获得单面的覆铜层压板,其中铜箔连接在包含液晶聚合物的树脂层的一个表面上。此外,在本发明中,双面覆铜层压板可以通过进一步在未粘附到上述获得的单面覆铜层压板中第一个铜箔上的树脂层上配置第二铜箔而获得。当制造双面覆铜层压板时,新粘附到铜箔上的第二铜箔同样优选这样的铜箔,其通过以上XPS测量得到的镍和铜的浓度比CNi/CCu为0.40或更大并且基本上没有检出硅。为了进一步使铜箔粘附到覆铜层压板的树脂层上,可以在惰性气氛中通过热压粘合使树脂层和铜箔更坚固地彼此连接。根据热压力粘合的加热温度在150到370℃的范围内,优选250到350℃的范围内。压粘法的实例包括热压法,连续滚层压法和连续带压法。
当制造双面的覆铜层压板时,在配置第二铜箔以前可以对树脂层实施上述热处理。即,可以通过以下方法制造双面覆铜层压板,其中第一铜箔配置在包含液晶聚合物的树脂层上,以便树脂层粘附到铜箔的一表面上,对树脂层实施热处理,然后第二铜箔配置到该树脂层的一表面上,该表面先前并未粘附到第一铜箔上。设置第二层之后,对得到的层压板进一步实施热处理。
如此获得的本发明的单面覆铜层压板和双面覆铜层压板不仅在制造之后就在铜箔和树脂层之间具有优秀的粘合性能,而且具有如下性能:即使层压板保持在高温和高湿度气氛下,铜箔和树脂层之间的粘合性能几乎没有降低。这种覆铜层压板非常适合于获得实用性优异的FPC,并且其用途不局限于FPC,并且层压板也适合用于半导体包装,用于母板和卷带式自动粘合(tape-automatedbonding)膜的多层印刷电路板,其是通过近年受到关注的增层(built-up)法获得的。
尽管本发明是这样描述的,但显然可以以多种方式对其进行改变。这种改变被认为是在本发明的实质和范围之内,并且所有这种对本领域技术人员是显而易见的变化都拟落于以下的权利要求的保护范围内。
实施例
本发明通过下面的实施例更详细地描述,其不应被解释为是对本发明范围的限定。实施例和对比例中的覆铜层压板的处理方法和评价方法采用了下列方法。XPS测量:
通过使用SSI(Surface Science Instrument(表面科学仪器公司))制造的SSX-100测量宽扫描光谱来进行表面组成比率的分析。
技术:X射线光电子光谱法
X射线:AlKa射线(1486.6eV)
X射线斑点直径:1000μm
中和条件:使用具有Ni网孔的中和电子枪
单位:%原子
根据测量光谱的能量轴,Cls主峰的斑点校准为284.6eV。窄扫描光谱特别用于Si2p和Ni2p3/2的光谱测量,以测定Si2p和Ni2p3/2的852eV的峰存在或不存在。
用于下列实施例和对比例的电解铜箔1、电解铜箔2、电解铜箔3、电解铜箔4、电解铜箔5、电解铜箔6、电解铜箔7和电解铜箔8(以下有时候描述为“电解铜箔1到8”)的测量结果显示在表1中。
在高温和高湿度气氛下保存:
制造的覆铜层压板在熔炉中保存168小时,允许的气氛为121℃,2atm和100%相对湿度(RH)以进行处理。
粘合性能测量:
测量90°-剥离强度作为粘合性能测量。
将覆铜层压板切割成宽度10mm的试样,树脂表面被固定以在50mm/min的剥落速率测量与铜箔的90°剥离强度,由此测量出覆铜层压板的树脂层和铜箔之间的剥离强度。
制备实施例1
将941g(5.0mol)的2-羟基-6-萘甲酸、273g(2.5mol)的4-氨基苯酚、415.3g(2.5mol)的间苯二甲酸和1123g(11mol)的乙酸酐放入配置有搅拌装置、扭矩计、氮气入口管、温度计和回流冷凝器的反应容器中。反应容器的内部用氮气充分地替代,然后经15分钟在氮气流下加热到150℃的温度,然后保持该温度的同时回流3小时。
之后,经过170分钟将反应容器加热到320℃,同时馏出蒸馏出的副产物乙酸和未反应的乙酸酐,观察到扭矩上升的时刻被认为反应结束,取出内容物(contents)。通过粗粉碎机将获得的树脂粉碎,其后将液晶聚酯粉末的一部分以10℃/min的速率加热,通过偏光显微镜观测,结果在350℃的温度下显示出液晶相的特征条纹图案。
实施例1
将在制备实施例1中获得的经粗粉碎之后的液晶聚合物粉末于250℃的温度保持在氮气中3小时以增进固相中的聚合反应。随后,将8g获得的液晶聚合物粉末加入到92g的N-甲基-2-吡咯烷酮中,加热到160℃的温度,并完全溶解以获得褐色透明的溶液。该溶液经搅拌并去除泡沫以获得液晶聚合物溶液。
将作为无机填料的硼酸铝(ALBOREX M20C:Shikoku Chemicals Corp.制造,D10=0.18μ,D90=5.65μ,比重3.0g/cm3)添加到在此获得的液晶聚合物溶液中,使之相对于液晶聚合物为19.6wt%,经分散和去除泡沫,其后使用涂膜器铸塑在表面粗糙度为2.1μm的电解铜箔1(厚度12μm)上,然后在温度为80℃的加热板上干燥1小时。在热风炉中,以0.5℃/min的升温速率在氮气气氛中,从30℃开始加热该溶液到320℃的温度以进行保持该温度3小时的热处理,在氮气气氛中静置到室温,由此制造出覆铜层压板。树脂层的厚度为25μm。获得的覆铜层压板的评价结果显示在表1中。
实施例2
除使用表面糙度为2.1μm的电解铜箔2(厚度12μm)作为铜箔之外,采用与实施例1的相同方法进行试验。结果显示在表1中。
实施例3
在实施例1中获得的覆铜层压板上,配置另一个电解铜箔1(第二铜箔;厚度12μm)。同时,第二铜箔配置在层压板的树脂层的表面上,该表面并非先前粘附到第一个铜箔的表面。即,第二铜箔配置于第一个铜箔已经存在的树脂层表面的相对的树脂层表面上。然后,加热时,在层累积的方向压制得到的层压板,其中按照第一电解铜箔、树脂层和第二电解铜箔的顺序累积,从而制造出双面覆铜层压板,在该板中第一电解铜箔、树脂层和第二电解铜箔按该顺序累积并彼此粘附。加热和压制可使用压机(例如Kitagawa Seiki Co.Ltd.制造,型号为VH1-1765)进行,经60分钟在真空中将温度升高到约340℃,然后在约340℃保持20分钟的加热条件下,于5MPa的压制压力下压制。
对比例1-6
除了使用表面糙度为2.1μm的电解铜箔3到8(厚度均为12μm)作为铜箔之外,采用和实施例1的相同方法进行试验。结果显示在表1中。
从表1的结果发现,证明使用CNi/CCu为0.40或更大且没有检出硅的铜箔的实施例1和2的覆铜层压板,甚至在高温和高湿度气氛下保存前后都能维持高的粘合性能,但对比例1-6的覆铜层压板的粘合性能却大大降低。
Claims (9)
1.用于制造覆铜层压板的方法,该方法包括以下步骤:配置至少一层铜箔到包含液晶聚合物的树脂层上,以使树脂层粘附到铜箔的表面上,其中铜箔表面具有0.4或更大的镍浓度和铜浓度的比值,并且用X射线光电子光谱法测量时基本上没有检出硅。
2.根据权利要求1的方法,其中铜箔的表面是其中在X射线光电子光谱法测量中没有检到源自具有852eV结合能的Ni2p3/2的峰的表面。
3.根据权利要求1的方法,其中树脂层通过涂覆包含液晶聚合物和溶剂的液晶聚合物溶液到铜箔上,随后除去溶剂而制备在铜箔上。
4.根据权利要求1的方法,其中液晶聚合物具有由下式(1)、(2)和(3)表示的结构单元:
(1)-O-Ar1-CO-
(2)-CO-Ar2-CO-
(3)-X-Ar3-Y-
其中Ar1表示亚苯基、亚萘基或亚联苯基;Ar2表示亚苯基、亚萘基、亚联苯基或由式(4)表示的二价基团;Ar3表示亚苯基或由下面的式(4)表示的二价基团;X和Y分别相同或不同地表示O或NH;并且键合到Ar1、Ar2和Ar3芳环上的氢原子可以被卤素原子、烷基基团或芳基基团取代;和
(4)-Ar10-Z-Ar11-
其中Ar10和Ar11各自独立地表示亚苯基或亚萘基;Z表示O、CO或SO2;并且其中相对于结构单元(1)、(2)和(3)的总量,液晶聚合物具有结构单元(1)的量为30mol%到80mol%,结构单元(2)的量为10mol%到35mol%,和结构单元(3)的量为10mol%到35mol%。
5.根据权利要求4的方法,其中结构单元(3)中的X和Y的至少一个是NH。
6.根据权利要求1的方法,其中树脂层包含无机填料。
7.根据权利要求1的方法,其中两个铜箔分别配置在树脂层的每个表面上。
8.根据权利要求1的方法,进一步包括加热树脂层的步骤。
9.根据权利要求1的方法,其中第一铜箔配置在包含液晶聚合物的树脂层上,以使树脂层粘附到铜箔的一表面上,对树脂层实施热处理,然后第二铜箔配置到树脂层的一表面上,该表面并非先前粘附到第一铜箔的表面。
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