CN108778713A - 覆金属层压板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

覆金属层压板(1)具有热塑性液晶聚合物薄膜(2)、层叠在热塑性液晶聚合物薄膜(2)的一个面上的金属蒸镀层(4)以及层叠在热塑性液晶聚合物薄膜(2)的另一个面上的金属箔(6)。

Description

覆金属层压板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种覆金属层压板(metal-clad laminate)及其制造方法，该覆金属层压板所使用的薄膜(以下，称为“热塑性液晶聚合物薄膜”)由能形成光学各向异性的熔融相的热塑性聚合物(以下，称为“热塑性液晶聚合物”)形成，且在该薄膜上形成有金属蒸镀层。
背景技术
近年来，伴随着智能型手机和平板电脑等通讯设备的通讯速度的高速化、大容量化，就要求这些通讯设备所使用的电路板实现电信号的低损耗化、电路图形的窄间距(finepitch)化且要求在该电路板上高精度地形成微电路。
软性印刷电路板一般是利用半加成法(semi-additive process)和减成法(subtractive process)形成电路。减成法是这样的一种方法，用蚀刻抗蚀剂(etchingresist)遮住树脂基板上的铜箔后，对电路以外的铜箔进行蚀刻，然后，除去抗蚀剂而形成电路。该电路形成方法能够对较大的面积进行一次性处理，而且也比较容易对药液进行管理，故得到了广泛的应用。然而，因为铜的蚀刻不仅会在厚度方向上进行下去，还会在电路的宽度方向上进行下去，所以电路的断面形状就会成为梯形，这样一来电路宽度的精确控制以及微电路的形成就都会受到限制，从而难以实现窄间距化且难以高精度地形成微电路。另一方面，半加成法是这样的一种方法，利用电镀铜、蒸镀、溅镀等形成晶种层(seedlayer)，并仅在需要的部分对电路进行层叠。在该方法中，在通过溅镀等而被晶种层即金属薄膜覆盖的薄膜上形成抗蚀剂图形以后，电镀铜而让电路生长，之后除去抗蚀剂，接着对电路间的晶种层进行蚀刻，由此便制成了布线板。利用半加成法进行的镀敷，因为电路是在抗蚀剂窗口内且仅在厚度方向上生长的，所以能够以所需要的镀层厚度使电路的截面呈矩形。因为抗蚀剂的光刻精度决定电路宽度，所以能够高精度地形成微电路。与减成法相比能够提高电路宽度的精度的半加成法阻抗控制性良好，故可以说该半加成法是适用于高速传输用途的电路形成法。
具有优良的低吸湿性、耐热性、耐药品性和介电特性等的热塑性液晶聚合物薄膜作为绝缘薄膜备受瞩目。例如，在专利文献1中记载有如下制造方法：在特定的温度条件下用辊子将热塑性液晶聚合物薄膜和金属箔进行压接而得到覆金属层压板。
作为在绝缘膜上形成导电层的方法，有人提出了将导体金属蒸镀在绝缘薄膜上这样的方法。例如有人提出了以下方法：在绝缘薄膜上进行金属蒸镀而形成蒸镀膜后，再对蒸镀膜进行金属镀敷处理而形成金属层(导电层)，然后在导电层上形成电路图形来制得电路板。上述蒸镀方法因为能够使通过蒸镀而形成的金属层较薄，所以其优点是电路的细图形(fine pattern)形成性良好。
例如，在专利文献2中提出了以下方法：利用真空蒸镀法，将金属薄膜蒸镀在液晶聚合物薄膜上，再用电镀法形成金属蒸镀膜，然后进行加热处理。如果利用蒸镀和镀敷处理形成金属蒸镀膜，则能够使金属蒸镀膜的厚度较薄，故能够实现窄间距化。而且，因为利用蒸镀和镀敷处理形成的金属蒸镀膜的表面粗糙度较小，所以具有高频特性良好这样的优点。
专利文献1：日本公开专利公报特开平5-42603号公报
专利文献2：日本公开专利公报特开2010-165877公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
此处，对要求实现窄间距化的电路板而言，绝缘薄膜的尺寸稳定性很重要。例如，一般的处于微带线形态的电路板是按照以下方法制得的：准备好在绝缘薄膜的两个面上均有金属层的双面覆金属层压板，对一个面上的金属层进行蚀刻处理而形成电路图形，然后层叠用于保护该电路图形的覆盖膜，即形成该电路板。然而，如果绝缘薄膜的尺寸稳定性较差，那么，在进行蚀刻处理时，该绝缘薄膜的尺寸就会发生变化。尤其是在高温处理条件(如150℃、30分钟左右)下进行热压处理的覆盖膜层叠工序中发生的尺寸变化就是一个问题。
因此，根据上述专利文献2中所记载的覆金属层压板的制造方法，即使是在形成了窄间距性良好的金属层的情况下，也会存在由于液晶聚合物薄膜本身的尺寸变化而破坏窄间距性这样的问题。
在专利文献2中所记载的覆金属层压板的制造方法下，为了提高结合强度而需要使蒸镀膜的结晶尺寸较小，但要使蒸镀膜的结晶尺寸较小(小于0.1μm)，则需要提高真空度、降低处理速率。而且，因为在形成金属蒸镀膜后需要进行加热处理，所以制造工序复杂，难以提高液晶聚合物薄膜与金属蒸镀膜之间的结合强度。
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于：提供一种带有金属蒸镀层的覆金属层压板，该覆金属层压板的尺寸稳定性良好，且热塑性液晶聚合物薄膜与金属蒸镀膜之间的结合强度高。
－用于解决技术问题的技术方案－
为达到上述目的，本发明中的覆金属层压板的特征在于：具有热塑性液晶聚合物薄膜、层叠在热塑性液晶聚合物薄膜的一个面上的金属蒸镀层以及层叠在热塑性液晶聚合物薄膜的另一个面上的金属箔。
本发明中的覆金属层压板的制造方法的特征在于，包括：将金属箔层叠到热塑性液晶聚合物薄膜的一个面上而形成具有金属箔的单面覆金属层压板的工序；以及一边采用卷对卷方式输送单面覆金属层压板，一边用包括加热辊的蒸镀装置在热塑性液晶聚合物薄膜的另一个面上形成金属蒸镀膜的工序。
－发明的效果－
根据本发明，能够提供一种覆金属层压板，其尺寸稳定性良好，且热塑性液晶聚合物薄膜与金属蒸镀膜之间的结合强度高。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式所涉及的覆金属层压板的构造的剖视图。
图2是示出在本发明的实施方式所涉及的覆金属层压板的制造方法中所使用的连续热压装置的整体结构的示意图。
图3是示出在本发明的实施方式所涉及的覆金属层压板的制造方法中所使用的蒸镀装置的整体结构的示意图。
图4是用来说明本发明的实施方式所涉及的覆金属层压板的长度方向和宽度方向的俯视图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。需要说明的是，本发明不限于以下实施方式。
图1是示出本发明的实施方式所涉及的覆金属层压板的构造的剖视图。
如图1所示，本实施方式中的覆金属层压板1由热塑性液晶聚合物薄膜2、层叠在热塑性液晶聚合物薄膜2的一个面上的金属层3以及层叠在热塑性液晶聚合物薄膜2的另一个面(即，与金属层3相反一侧的表面)上的金属箔6构成。
＜金属层＞
本发明中的金属层3由金属蒸镀层4和形成在金属蒸镀层4的表面上的金属镀层5构成。
金属蒸镀层4没有特别限制，例如能够使用铜、金、银、镍、铝、不锈钢等形成该金属蒸镀层4，从导电性、易处理性以及成本等观点出发，优选使用铜、银以及金。
优选，金属蒸镀层4的厚度在0.1μm以上0.5μm以下，更优选在0.2μm以上0.4μm以下。这是因为：如果金属蒸镀层4的厚度较薄，则在镀敷金属镀层5之际，有时会发生电流流入金属蒸镀层4而破坏金属蒸镀层4这样的不良现象；如果金属蒸镀层4较厚，则形成蒸镀层所需要的时间较长，生产性会因为蒸镀时间长而下降，成本会因为蒸镀时间长而显著增加。
形成金属蒸镀层4的金属的结晶粒径没有特别限定，但从生产效率的观点出发，优选在0.1μm以上。
优选，金属镀层5的厚度在2μm以上18μm以下，更优选在5μm以上16μm以下，特别优选在8μm以上14μm以下。
优选，镀敷后的金属层3的厚度在1μm以上200μm以下的范围内，更优选在3μm以上20μm以下的范围内。这是因为：如果镀敷后的金属层3的厚度小于1μm，那么，在覆金属层压板1的制造工序中，因金属箔的厚度较薄而使电流较大时，就会因为厚度过薄而破坏电路。如果镀敷后的金属层3的厚度大于200μm，那么，例如在作软性电路板用的情况下，就会因为厚度过厚而导致弯折性能下降，镀敷时花费的时间更多，成本升高等。故希望镀敷后的金属层3具有适当的厚度。
<金属箔>
本发明中的金属箔6没有特别限制，例如能够使用铜、金、银、镍、铝、不锈钢等。从导电性、易处理性和成本等观点出发，优选使用铜箔和不锈钢箔。需要说明的是，所使用的铜箔能够利用轧制法或电解法制造。
金属箔6可以经过化学处理，通常情况下该化学处理就是对铜箔进行酸洗等。优选金属箔6的厚度在2μm以上18μm以下，从易处理性和难以产生皱褶的观点出发，更优选在6μm以上16μm以下。
这是因为：如果金属箔6的厚度小于2μm，那么，在覆金属层压板1的制造工序中，金属箔6就可能因为该厚度过薄而产生皱褶等变形；如果金属箔6的厚度大于18μm，那么，例如在用金属箔6作软性电路板的情况下，弯折性能就可能因为厚度过厚而下降。
在本发明中，金属箔6的表面粗糙度没有特别限定，但尤其是从高频特性和结合强度二者兼顾的观点出发，优选十点平均粗糙度Rz在0.5μm以上3.0μm以下的金属箔。
一般情况下，金属箔6的十点平均粗糙度Rz越小，高频特性越好，但在对金属箔和薄膜进行压接之际，结合强度会减弱；相反，如果金属箔6的十点平均粗糙度Rz较大，高频特性变差，但金属箔与绝缘薄膜之间的结合强度会增强。
本发明中的金属箔6在发挥热塑性液晶聚合物薄膜的支承件的作用的同时，还发挥导电层的作用，故可以根据所需要的性能对金属箔6的Rz进行适当的设定。尤其是在用金属箔6作微带线的接地层的情况下，重心就在结合强度上，故非常适合使用Rz在1.5μm以上2.5μm以下的金属箔6。如果要求金属箔6具有高频特性，则从高频特性与结合强度二者兼顾的观点出发，优选金属箔6的Rz在2.0μm以下的范围内，更优选在1.5μm以下的范围内，进一步优选在1.1μm以下的范围内。
在本发明中，如果用铜箔作金属箔6，则可以使用轧制箔或电解箔等。一般而言，轧制箔的表面粗糙度Rz比电解箔小(普通轧制箔的Rz在1.0μm左右)。从传输损耗(transmission loss)这一点出发，轧制箔更好，但从成本方面看，电解箔成本较低，电解箔更好。在用本发明中的覆金属层压板1形成微带线(具有以下构造的传输路径：绝缘薄膜的一个面具有作为接地面的导体箔，另一个面具有作为信号面的线状电路图形)的情况下，例如用传输损耗较小的金属蒸镀层作信号面，用成本较低的电解箔作接地面，就能够形成成本低且传输损耗小的微带线。
需要说明的是，此处所说的“表面粗糙度”是用接触式表面粗糙度计(MitutoyoCorporation股份有限公司制造，型号：SJ-201)测得的金属箔表面的十点平均粗糙度Rz，即金属箔6的表面中与热塑性液晶聚合物薄膜2接触的面的粗糙度。
表面粗糙度的测量方法是按照ISO4287-1997进行的一种方法。更具体而言，表面粗糙度Rz是从粗糙度曲线上沿其平均线方向取出一段基准长度，并求出其中5个最高峰(凸处的顶点)的标高平均值与5个最低谷(凹处的底点)的标高平均值之差且用μm表示该差值，亦即该表面粗糙度Rz是十点平均粗糙度。
＜热塑性液晶聚合物薄膜＞
本发明中的热塑性液晶聚合物薄膜2的原料没有特别限定。例如有公知的热向型液晶聚酯(thermotropic liquid crystal polyester)和热向型液晶聚酯酰胺(thermotropic liquid crystal polyester amide)，它们是从分类于以下示例(1)到(4)的化合物及其衍生物导出的。不过，为了得到能够形成光学各向异性的熔融相的聚合物，很显然各种原料化合物的组合存在适当的范围。
(1)芳香族或脂肪族二羟基化合物(代表例参照表1)
【表1】
(2)芳香族或脂肪族二羟酸(代表例参照表2)
【表2】
(3)芳香族羟基羧酸(代表例参照表3)
【表3】
(4)芳香族二胺、芳香族羟胺或芳香族胺基羧酸(代表例参照表4)
【表4】
作为从上述原料化合物得到的热塑性液晶聚合物的代表例，例如有具有表5所示的构造单元的共聚物(a)～(e)。
【表5】
从赋予薄膜所需耐热性和加工性的目的出发，优选，本发明所使用的热塑性液晶聚合物的熔点(以下，称为“Mp”)在约200～约400℃的范围内，尤其优选在约250～约350℃的范围内。从薄膜的制造这一方面来看，优选熔点相对较低的热塑性液晶聚合物。
因此，如果需要更高的耐热性或者更高的熔点，那么，通过对中途得到的薄膜进行加热处理就能够实现所需要的耐热性或者达到所需要的熔点。具体说明加热处理的条件。就是在中途得到的薄膜的熔点为283℃的情况下，只要在260℃的温度下加热5小时，熔点就能达到320℃。
需要说明的是，用示差扫描热量计(岛津制作所股份有限公司制造，商品名称：DSC)测量主吸热峰出现时的温度，即能够求出Mp。
对上述聚合物进行挤压成型加工，即可得到本发明的热塑性液晶聚合物薄膜2。此时，能够采用任一挤压成型法，公知的T模拉伸制膜法、层压体拉伸法、吹塑法等有利于工业生产。尤其是采用吹塑法时，应力不仅会施加在薄膜的机械轴(长度)方向(以下，称为“MD方向”)上，还会施加在与上述方向正交的方向(以下，称为“TD方向”)上，故所得到的薄膜在MD方向和TD方向上的机械性质和热性质达到平衡。
就本实施方式的热塑性液晶聚合物薄膜2而言，优选将薄膜长度方向上的分子取向度SOR(Segment Orientation Ratio)的范围设在0.90以上且小于1.20的范围内，更优选设在0.95以上1.15以下的范围内，更加优选设在0.97以上1.15以下的范围内。
具有分子取向度在该范围内的热塑性液晶聚合物薄膜2具有以下优点：不仅在MD方向和TD方向上的机械性质和热性质达到平衡，实用性高，而且，如上所述，还能够让用于电路板的覆金属层压板1的各向同性及尺寸稳定性良好。
如果分子取向度SOR在0.50以下或者在1.50以上，液晶聚合物分子的取向就会有很大的偏差，薄膜会变硬，且容易在TD方向或MD方向上裂开。在将该热塑性液晶聚合物薄膜用于需要具有在加热时不翘曲等形态稳定性的电路板上的情况下，如上所述，需要使分子取向度SOR的范围在0.90以上低于1.15。尤其是在需要加热时完全没有翘曲的情况下，优选使分子取向度SOR在0.95以上1.08以下的范围内。此外，通过将分子取向度设在0.90以上1.08以下的范围内，就能够使薄膜介电常数很均匀。
需要说明的是，此处所说的“分子取向度SOR”说的是赋予构成分子的节段(segment)的分子取向程度的指标，与现有技术中的分子取向率(MOR：MolecularOrientation Ratio)不同，“分子取向度SOR”是考虑了物体厚度的值。
上述分子取向度SOR的计算方法如下。
首先，使用的是现有技术中的微波分子取向度测量仪，将热塑性液晶聚合物薄膜2插入微波共振波导管中，此时要保证薄膜面垂直于微波前进方向，测量穿透该薄膜的微波的电场强度(微波穿透强度)。
其次，基于上述测量值，根据以下公式(1)计算m值(称为折射率)。
(公式1)
m＝(Zo/Δz)×[1-νmax/νo]……(1)
(其中，Zo是仪器常数，Δz是物体平均厚度，νmax是改变微波频率时使微波穿透强度最大的频率，νo是平均厚度为零时(即不存在物体时)会使微波穿透强度最大的频率。)
设物体相对于微波的振动方向的旋转角为0°时的m值为m0，设物体相对于微波的振动方向的旋转角为90°时的m值为m90，用m0/m90计算出分子取向度SOR。物体相对于微波的振动方向的旋转角为0°时，亦即，微波的振动方向与使微波穿透强度最小的方向一致时，该使微波穿透强度最小的方向也是物体分子最常取向的方向(通常是挤压成型后的薄膜的长度方向)。
本发明中的热塑性液晶聚合物薄膜2的厚度没有特别限定，但是在所使用的印刷布线板是用热塑性液晶聚合物薄膜2作电绝缘材料的覆金属层压板1的情况下，优选上述厚度的范围为20～150μm，更优选为25～100μm。
这是因为：如果薄膜厚度过薄，则薄膜的刚性和强度会变低，在将电子元件封装到制得的印刷布线板上时，印刷布线板受压变形，布线的位置精度变坏，而成为引发不良的原因。
个人电脑等的主电路板的电绝缘材料还可以使用上述热塑性液晶聚合物薄膜与其它电绝缘材料的复合体，其它电绝缘材料例如是玻璃基材。需要说明的是，还可以往薄膜中添加增滑剂、抗氧化剂等添加剂。
本发明中的热塑性液晶聚合物薄膜2具有足够的材料强度。在后述蒸镀工序的加热处理中尺寸变化小的薄膜是优选的薄膜。从以上观点出发，优选热塑性液晶聚合物薄膜的韧性为30～100MPa，更优选为40～90MPa，更加优选为60～85MPa。
需要说明的是，此处所说的“热塑性液晶聚合物薄膜的韧性”是这样求出的，按照ASTM D882规定的方法且用拉伸试验机(A&D COMPANY，LIMITED制造，商品名称：RTE-210)测量伸长度和最大拉伸强度，再按照以下公式(2)进行计算即可求出。
(公式2)
韧性＝伸长度×最大拉伸强度×1/2……(2)
优选，热塑性液晶聚合物薄膜的热膨胀系数为10～30ppm/℃，更优选为12～25ppm/℃，更加优选为15～20ppm/℃。通过使热膨胀系数在上记范围内，热塑性液晶聚合物薄膜与金属箔或者热塑性液晶聚合物薄膜与金属蒸镀层之间的热膨张差就较小，故在进行形成电路的加工等时也能够维持良好的尺寸稳定性。
需要说明的是，此处所说的“热膨胀系数”是这样求出的，用热机械分析仪(TMA)对宽5mm、长20mm的热塑性聚合物薄膜的两端施加1g的拉伸负荷，且让温度以5℃/分的速率从室温升温到200℃，根据长度在30℃到150℃这段温度范围内的变化量求出。
在不影响本发明的效果的范围内，可以在热塑性液晶聚合物中添加聚对苯二甲酸乙二酯、变性聚对苯二甲酸乙二酯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚芳香酯、聚酰胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、氟碳树脂等热塑性聚合物以及各种添加剂，还可以根据需要添加填充剂。
需要说明的是，作为本发明的热塑性液晶聚合物薄膜2，可以使用例如VecstarCT-Z(熔点335℃，可乐丽股份有限公司制造)，Vecstar CT-F(熔点280℃，可乐丽股份有限公司制造)。
下面，对本发明的实施方式中的覆金属层压板的制造方法进行说明。
本实施方式的制造方法包括单面覆金属层压板形成工序、蒸镀工序、电镀工序和电路形成工序。其中，该单面覆金属层压板形成工序是在热塑性液晶聚合物薄膜的一个面上层叠金属箔而形成具有金属箔的单面覆金属层压板的工序；该蒸镀工序是利用真空蒸镀法在热塑性液晶聚合物薄膜的另一个面上形成金属蒸镀层的工序；该电镀工序是在金属蒸镀层的表面上形成金属镀层的工序；该电路形成工序是在金属镀层上形成电路的工序。
<单面覆金属层压板形成工序>
首先，让一张较长的热塑性液晶聚合物薄膜2处于拉紧状态，将较长的金属箔6层叠到热塑性液晶聚合物薄膜2的一个面上，利用加热辊对二者进行压接而将二者层叠在一起。
需要说明的是，此处所说的“拉紧状态”是指沿着薄膜长度方向(拉伸方向)对薄膜施加张力(如0.12～0.28kg/mm2)的状态。
图2是示出在本发明的实施方式所涉及的覆金属层压板的制造方法中使用的连续热压装置的整体结构的示意图。
该连续热压装置10用于制造在热塑性液晶聚合物薄膜2的一个表面上接合有金属箔6的单面覆金属层压板19。如图2所示，连续热压装置10包括送膜辊22、送膜辊21和加热辊7。其中，该送膜辊22上装有卷状的热塑性液晶聚合物薄膜2；该送膜辊21上装有铜箔类等卷状的金属箔6；该加热辊7对热塑性液晶聚合物薄膜2和金属箔6进行热压接而使其接合起来，从而形成单面覆金属层压板19。
制造单面覆金属层压板时，例如用橡胶耐热辊8和金属加热辊9这一对辊(辊面硬度均在80度以上)作加热辊7。优选，将橡胶耐热辊8布置在热塑性液晶聚合物薄膜2一侧，将金属加热辊9布置在金属箔6一侧。
优选，制造单面覆金属层压板时所使用的橡胶耐热辊8的辊面硬度在80度以上，更优选为80～95度，该辊面硬度是按照JIS K6301进行硬度试验并用A型弹簧式硬度计测得的。此时，如果硬度低于80度，就会导致热压接时压力不足，单面覆金属层压板19的接合强度就会不足。如果硬度超过95度，局部线压会作用于橡胶耐热辊8和金属加热辊9之间，从而可能造成单面覆金属层压板19外观不良。需要说明的是，80度以上的橡胶是通过向硅类橡胶、氟类橡胶等合成橡胶或天然橡胶中添加硫化剂、碱性物质等硫化促进剂而得到的。
如图1所示，在已将热塑性液晶聚合物薄膜2和金属箔6摞起来的状态下，沿着薄膜长度方向进行输送，由此而将热塑性液晶聚合物薄膜2和金属箔6供给到橡胶耐热辊8和金属加热辊9这一对辊之间，对热塑性液晶聚合物薄膜2和金属箔6进行热压接而让塑性液晶聚合物薄膜2和金属箔6层叠在一起。
<蒸镀工序>
首先，将装有蒸镀源(如纯度99％以上的Cu)的蒸镀舟(由钨或钼这些电阻体形成)放入真空蒸镀装置的蒸镀室内。接着，对该蒸镀舟通电来将该蒸镀源加热，而将金属蒸镀到热塑性液晶聚合物薄膜2的表面上，从而在单面覆金属层压板19的热塑性液晶聚合物薄膜2的表面上形成金属蒸镀层4。
需要说明的是，还可以在真空气氛中将蒸镀源放到坩埚中，用电子束照射坩埚来将蒸镀源加热，而将金属蒸镀到热塑性液晶聚合物薄膜2的表面上，从而形成金属蒸镀层4。
在本实施方式中，采用以下构成方式：在蒸镀室内，一边采用卷对卷的方式输送呈片状的热塑性液晶聚合物薄膜2，一边在热塑性液晶聚合物薄膜2的表面上形成金属蒸镀层4。
图3是示出在本发明的实施方式所涉及的带有金属蒸镀层的热塑性液晶聚合物薄膜的制造方法中所使用的蒸镀装置的整体结构的示意图。
该蒸镀装置20包括送膜辊12、加热辊13、收膜辊14以及导辊15、16。其中，该送膜辊12上装有卷状的单面覆金属层压板19；该加热辊13用于以规定温度将金属蒸镀到单面覆金属层压板19的热塑性液晶聚合物薄膜2的表面上，而形成金属蒸镀层4；该收膜辊14用于将带有金属蒸镀层4的单面覆金属层压板19卷起来；该导辊15、16用于让单面覆金属层压板19以卷对卷的方式移动。
用电子枪18向布置在加热辊13的下方的坩埚17照射电子束，来加热装在坩埚17内的蒸镀源，由此将金属(如铜)蒸镀到热塑性液晶聚合物薄膜2的表面上，从而形成金属蒸镀层4。
在本发明中，优选，在以热塑性液晶聚合物薄膜的熔点Mp为基准的Mp-65℃以上Mp-40℃以下的温度(即，将加热辊13的温度设定在Mp-65℃以上Mp-40℃以下)下，将金属蒸镀到热塑性液晶聚合物薄膜2的表面上来形成金属蒸镀层4，更优选温度在Mp-60℃以上Mp-50℃以下。
如上所述，通过将蒸镀工序中的加热温度设定在Mp-65℃以上Mp-40℃以下，热塑性液晶聚合物薄膜2与金属蒸镀层4之间的结合力就会增大，因此剥离强度提高。可推测其原因如下：通过在接近热塑性液晶聚合物薄膜2的热变形温度的温度下进行蒸镀，蒸镀粒子(蒸镀时飞翔的粒子)就会钻入因加热而变软的薄膜内部，因此热塑性液晶聚合物薄膜2和金属蒸镀层4之间的结合力增大。需要说明的是，钻入薄膜内部的粒子，一般在数十左右，远远小于薄膜的表面粗糙度。
因此，无需对热塑性液晶聚合物薄膜2的表面进行粗糙化处理，无需控制金属蒸镀层4的结晶大小，也无需在形成金属层3之后进行加热处理，就能够提高热塑性液晶聚合物薄膜2与金属蒸镀层4之间的结合强度。因此，利用廉价、简单的方法就能够提供一种带有金属蒸镀层4的热塑性液晶聚合物薄膜2，其传输损耗低，结合强度高。
因为无需控制蒸镀的金属蒸镀层4的结晶的大小，所以能够高效率地(即，不降低生产性)提供一种结合强度高的带有金属蒸镀层4的热塑性液晶聚合物薄膜2。
本发明在蒸镀时是一边加热热塑性液晶聚合物薄膜2(例如，在上述实施方式中，是一边用加热辊对热塑性液晶聚合物薄膜2进行加热)一边进行蒸镀的，故蒸镀时形成的金属蒸镀层4的结晶的尺寸会因加热而变大，不过本发明中对金属蒸镀层4的结晶的大小没有特别的限制，可以将金属蒸镀层4的结晶的大小设定在大于0.1μm且10μm以下的范围内。
在本实施方式中，从采用卷对卷的方式提高生产性的观点出发，优选将蒸镀速率设定在1nm/s以上5nm/s以下的范围内。
在本实施方式中，将热塑性液晶聚合物薄膜2在卷对卷方式下的移动速度设定为0.1m/min～5m/min。
<电镀工序>
然后，利用电镀法在金属蒸镀层4的表面上形成金属镀层5。更具体而言，将金属(如铜)电镀到在上述蒸镀工序中形成的金属蒸镀层(金属底膜)4上，由此而形成由金属蒸镀层4和金属镀层5构成的金属层3。
上述电镀法没有特别限定，例如，如果要形成铜镀层作金属镀层5用，则可以使用一般的硫酸镀铜方法。
从生产性和电路纵横比的观点出发，优选金属镀层5的厚度在1μm以上10μm以下。需要说明的是，如果金属镀层较薄，则纵横比(aspect ratio)接近“1”，所形成的电路呈方形(sharp)，用电路的上下宽度表示该纵横比。如果金属镀层5较厚，那么，形成电路时电路纵横比就较小，电路就呈梯形。理想情况是，毫米波电路、微波电路呈纵横比接近于“1”的方形电路。
从生产性的观点出发，优选，将阳极与阴极之间的电流密度设定在0.1A/dm2以上0.5A/dm2以下。
如上所述，在本发明中，能够提高热塑性液晶聚合物薄膜2和金属层3之间的结合强度，但从电路可靠性的观点出发，优选热塑性液晶聚合物薄膜2和金属层3之间的剥离强度在0.5kN/m以上，更优选在0.7kN/m以上，更加优选在0.8kN/m以上。
此处所说的“剥离强度”是按照IPC-TM650 2.4.3规定的方法用测力仪(如IMADA股份有限公司制造，商品名称：ZP-500N)测得的剥离强度的值(kN/m)。
<电路形成工序>
在本发明中，在电路形成工序中，可以利用减成法和半加成法形成电路。
采用减成法时，例如，用蚀刻抗蚀剂遮蔽在金属蒸镀层4的表面上已形成有金属镀层5的金属层3后，再进行蚀刻处理除去电路形成部分以外的金属层3，然后除去蚀刻抗蚀剂，由此而能够形成电路。
从电路的窄间距性的观点出发，优选用半加成法形成电路。此时，准备好处于已在热塑性液晶聚合物薄膜2上形成有金属蒸镀层4之状态下的覆金属层压板，在晶种层即金属蒸镀层4上形成抗蚀剂图形之后，进行电镀铜处理而让电路生长，然后，除去抗蚀剂，对电路间的晶种层进行蚀刻，由此便形成电路图形。此外，还能够进一步在该蚀刻后的电路图形上进行镀敷处理来任意地调节电路的厚度。例如，可以将电路的厚度设定在10μm～14μm(如12μm)这一范围内。
在采用半加成法的情况下，在电镀铜工序中，因为在抗蚀剂窗口内金属镀层仅沿厚度方向生长，所以能够根据所需要的镀层的厚度而得到截面呈矩形的电路。在半加成法中，因为抗蚀剂的光刻精度决定电路宽度，所以能够以较高的精度形成微电路。与减成法相比，能够提高电路宽度的精度的半加成法阻抗控制性良好，故可以说半加成法是适用于高速传输用途的电路形成法。
如上所述，在本发明中，采用的是以下构成方式：形成在塑性液晶聚合物薄膜2的一个面上层叠有金属箔6的单面覆金属层压板19，让单面覆金属层压板19以卷对卷的方式移动，由此而在热塑性液晶聚合物薄膜2的没有层叠金属箔6的另一个面上形成金属蒸镀层4。因此，在形成金属蒸镀层4之际，层叠在热塑性液晶聚合物薄膜2的一个面上的金属箔6发挥作用而抑制热塑性液晶聚合物薄膜产生热应变，故与没有层叠金属箔的热塑性液晶聚合物薄膜相比，抑制了热塑性液晶聚合物薄膜2产生应变，热塑性液晶聚合物薄膜2的尺寸稳定性提高。其结果是，在进行蚀刻处理时或者在高温处理条件下进行热压处理的覆盖膜层叠工序中，能够抑制热塑性液晶聚合物薄膜2的尺寸由于应变而变化，故所得到的覆金属层压板的窄间距性良好。
也就是说，如果采用卷对卷的方式在没有层叠金属箔的热塑性液晶聚合物薄膜上形成金属蒸镀层，热塑性液晶聚合物薄膜就会暴露在高温中。这样一来，所输送的热塑性液晶聚合物薄膜就会伸长，热塑性液晶聚合物薄膜就会产生应变，尺寸稳定性就会下降。因此，在进行蚀刻处理时，或者在高温处理条件下进行热压处理的覆盖膜层叠工序中，热塑性液晶聚合物薄膜所产生的应变就会消失。其结果，就是在形成了窄间距性良好的金属层的情况下也会存在以下问题：窄间距性由于液晶聚合物薄膜本身的尺寸发生了变化而遭到破坏。
另一方面，在本发明中，如上所述，因为在层叠有金属箔6的单面覆金属层压板19中形成了金属蒸镀层4，所以在采用卷对卷的方式向热塑性液晶聚合物薄膜2施加张力之际，金属箔6就会发挥支承件的作用，即使是在高温条件下进行蒸镀，也能够防止热塑性液晶聚合物薄膜2的热应变累积。因此，在形成金属蒸镀层4之际就能够利用金属箔6抑制热塑性液晶聚合物薄膜2产生热应变，故能够抑制热塑性液晶聚合物薄膜2的尺寸由于应变而变化。
需要说明的是，只要以在50℃下加热30分钟后的覆金属层压板1相对于加热前的覆金属层压板1的尺寸变化率为指标来判断覆金属层压板1是否产生应变即可。如图4所示，如果覆金属层压板1的长度方向L和宽度方向W上的尺寸变化率在±0.1％以下，就可以说覆金属层压板1的应变得到了抑制。
需要说明的是，此处所说的“尺寸变化率”是按照IPC-TM650 2.4.4规定的方法并使用热风循环式干燥机，在加热温度为150℃、加热时间为30分钟的条件下测得的覆金属层压板1加热前后的尺寸变化率(％)。
在本发明中，如上所述，因为热塑性液晶聚合物薄膜2的尺寸稳定性提高，所以就不再需要为改善尺寸稳定性而将加热辊13的温度设定得较低了。也就是说，如上所述，因为能够将加热辊13的温度设定得较高(即，设定在Mp-65℃以上Mp-40℃以下)，所以能够提高热塑性液晶聚合物薄膜2与金属蒸镀层4之间的结合强度。
实施例
下面结合实施例对本发明进行说明。需要说明的是，本发明不受这些实施例的限定，能够基于本发明的主旨对这些实施例进行变形或变更，且不应把这些变形或变更排除在本发明的范围之外。
(实施例1)
<单面覆铜层压板的制作>
首先，准备好厚度50μm的热塑性液晶聚合物薄膜(可乐丽股份有限公司制造，商品名称：Vecstar CT-Z)。接下来，用连续热压装置将热塑性液晶聚合物薄膜和厚度为12μm的电解铜箔(三井金属矿业公司制造，商品名称：3EC M2S-VLP(表面粗糙度：2.0μm))引入橡胶耐热辊与金属加热辊之间进行压接而将它们接合起来，由此制作出单面覆铜层压板。
需要说明的是，铜箔的表面粗糙度Rz是使用表面粗糙度测量仪(MitutoyoCorporation股份有限公司制造，商品名称：SURFTEST SJ-201)且按照JIS B0601测量粗糙面，而得到的十点平均粗糙度。在测量基准长度为0.8mm、评价长度为4mm、截取值为0.8mm、送料速度为0.5mm/秒这些条件下，与轧制方向平行地改变测量位置，进行了10次测量，求出了10次测量结果的平均值。
与热塑性液晶聚合物薄膜接触的橡胶耐热辊使用的是树脂包覆金属辊(YURIROLL MACHINE Co.，Ltd.制造，商品名称：Super-Tempex，树脂厚度：1.7cm)。
设定金属加热辊的表面温度，且使其比热塑性液晶聚合物薄膜的熔点低20℃。还对橡胶耐热辊与金属加热辊之间的施加给热塑性液晶聚合物薄膜和铜箔的压力进行设定，且使其换算为面压时为120kg/cm2。在上述条件下，让热塑性液晶聚合物薄膜沿着橡胶耐热辊移动后，对铜箔与热塑性液晶聚合物薄膜进行压接而将它们接合起来。
<铜蒸镀层的形成>
然后，采用使用了真空蒸镀装置(ROCK GIKEN Co.，LTD.制造，商品名称：RVC-W-300)的卷对卷方式，在单面覆铜层压板的热塑性液晶聚合物薄膜的另一个面上形成铜蒸镀层(厚度：0.3μm)。
更具体而言，将单面覆铜层压板装在装料机上，将开放窗完全关闭后，抽真空，同时将加热辊(用于将金属蒸镀到热塑性液晶聚合物薄膜上的辊)的温度设定为100℃。
然后，取出铜锭，加入铜粒，使铜的总重量达到450g。需要说明的是，对所加入的铜粒进行了前处理，即用过硫酸钠水溶液对铜粒进行了清洗之后又用蒸馏水进行了清洗。
然后，在确认好蒸镀室内的真空度已达到7×10-3Pa以后，使加热辊的设定温度为280℃。接着，提高EMI(电子枪的发射电流值)的输出让铜熔化。需要说明的是，此时，调整了EMI的输出值而使蒸镀速率达到2.7nm/s。
然后，在确认好加热辊的温度达到设定温度(280℃)、蒸镀室内的真空度达到5×10-3Pa以下以后，将单面覆铜层压板的输送速度设定为0.5m/min，在该状态下进行铜的蒸镀处理，而形成厚度为0.3μm的铜蒸镀层。
<外观评价>
从检查灯的相对于入射光轴的反射光轴一侧，目测确认已制作出的覆铜层压板上是否有皱褶。上述结果示于表6。
<铜层的形成>
然后，利用电镀法在铜蒸镀层的表面上形成铜镀层(厚度：12μm)，而形成由铜蒸镀层和铜镀层构成且厚度为12.3μm的铜层，即制作出了覆铜层压板。需要说明的是，是将形成有铜蒸镀膜的热塑性液晶聚合物薄膜置于高均一性酸性(high throw)的硫酸铜基本镀浴(含有40～100g/L的硫酸铜及150～250g/L的硫酸的硫酸镀铜基本组成)中，使铜镀层的厚度变为12μm。
<尺寸稳定性评价>
然后，按照IPC-TM-650.2.2.4对制作出的覆铜层压板进行加热处理(将覆铜层压板放入温度保持在150℃±2℃的烤箱内，时间为30分钟±2分钟，然后再在23℃±2℃、50％±5RH下静置24小时)，测量加热处理后的尺寸相对于加热处理前的尺寸的变化率(％)，取平均值作为加热引起的尺寸变化率。将长度方向和宽度方向上的尺寸变化率均在±0.1％以下的情况定为尺寸稳定性良好。上述结果示于表6。
＜剥离强度的测量＞
铜蒸镀层的剥离强度：用铜蒸镀面经过了镀敷处理的覆铜层压板制作了宽度为1.0cm的剥离试验片。然后，用双面胶带将热塑性液晶聚合物薄膜固定到平板上，并按照JISC 5016且90°法测量了以50mm/分的速度剥离铜蒸镀层(铜层)时的强度。
金属箔的剥离强度：同样，制作了宽度为1.0cm的剥离试验片，用双面胶带将热塑性液晶聚合物薄膜固定到平板上，并按照JIS C 5016且90°法测量了以50mm/分的速度剥离铜箔时的强度。
从抗弯曲性等观点出发要求剥离强度在0.8kN/m以上，所以将强度在0.8kN/m以上的情况判断为结合强度良好。上述结果示于表6。
<传输损耗的测量>
用已制作出的覆铜层压板制作出电阻为50Ω且用于传输电磁波的传输路径(微带线)，该传输路径具有以下构造：在板状介电体基板的表面上形成有线状的导体箔，在该板状介电体基板的背面上形成有导体箔。然后，用微波网路分析仪(Agilent Technologies股份有限公司制造，商品名称：8722ES)和探针(Cascade Microtech Japan,Inc股份有限公司制造，商品名称：ACP40-250)，测量了40GHz下的传输损耗。
需要说明的是，从高频特性的观点出发，将传输损耗在-0.6dB/10cm以下的情况定为良好，将传输损耗大于-0.6dB/10cm的情况定为不良。上述结果示于表6。
(实施例2)
所使用的热塑性液晶聚合物薄膜是厚度50μm且熔点280℃的热塑性液晶聚合物薄膜(可乐丽股份有限公司制造，商品名称：Vecstar CT-F)，且将形成铜蒸镀层之际加热辊的温度设定为230℃，除此以外，其它方面都与上述实施例1相同，在这样的条件下制作出了覆铜层压板。之后，与上述实施例1一样，进行了尺寸稳定性评价、剥离强度测量、传输损耗测量以及外观评价。上述结果示于表6。
(实施例3)
所使用的金属箔是厚度12μm的轧制铜箔(JX日矿日石金属股份有限公司制造，商品名称：BHY-X，表面粗糙度：1.0μm)，除此以外，其它方面都与实施例1一样，在这样的条件下制作出了覆铜层压板。之后，与上述实施例1一样，进行了尺寸稳定性评价、剥离强度测量、传输损耗测量以及外观评价。上述结果示于表6。
(比较例1)
首先，准备了厚度50μm的热塑性液晶聚合物薄膜(可乐丽股份有限公司制造，商品名称：Vecstar CT-Z)。然后，与上述实施例1一样，在热塑性液晶聚合物薄膜的两个面上形成由铜蒸镀层和铜镀层构成的铜层，而制作出在两个面上形成有铜蒸镀层的覆铜层压板。
之后，与上述实施例1一样，进行了尺寸稳定性评价、剥离强度测量、传输损耗测量以及外观评价。上述结果示于表6。
(比较例2)
将形成铜蒸镀层之际加热辊的温度设定为250℃，除此以外，其它方面都与上述比较例1一样，在这样的条件下制作出了在两个面上形成有铜蒸镀层的覆铜层压板。
之后，与上述实施例1一样，进行了尺寸稳定性评价、剥离强度测量、传输损耗测量以及外观评价。上述结果示于表6。
(比较例3)
首先，准备了厚度50μm的热塑性液晶聚合物薄膜(可乐丽股份有限公司制造，商品名称：Vecstar CT-Z)。然后，与上述实施例1一样，通过将轧制铜箔压接到热塑性液晶聚合物薄膜的两个面上而将它们接合起来，制作出了在两个面上都形成有铜箔的覆铜层压板。
之后，与上述实施例1一样，进行了尺寸稳定性评价、剥离强度测量以及传输损耗测量。上述结果示于表6。
【表6】
由表6可知：在热塑性液晶聚合物薄膜的一个面上设有铜蒸镀层且在热塑性液晶聚合物薄膜的另一个面上设有铜箔的实施例1～3中，在铜蒸镀层形成工序中，热塑性液晶聚合物薄膜上没有皱褶，尺寸变化率小，尺寸稳定性良好。
由表6还可知：与使用轧制铜箔的实施例3相比，用电解铜箔作金属箔层的实施例1在传输损耗方面毫不逊色，即使在本发明中使用了成本较低的电解铜箔，也能够制作出高频特性良好的电路板。
另一方面，在铜蒸镀层形成在热塑性液晶聚合物薄膜的两个面上的比较例1～2中，采用卷对卷的方式在热塑性液晶聚合物薄膜上形成金属蒸镀层，热塑性液晶聚合物薄膜暴露在高温中，因此所输送的热塑性液晶聚合物薄膜就会伸长，热塑性液晶聚合物薄膜就会产生应变，尺寸稳定性就会下降。因为热塑性液晶聚合物薄膜的热应变未消失，所以在铜蒸镀层形成工序中，会在热塑性液晶聚合物薄膜上产生皱褶，该皱褶会成为形成窄间距电路时的很大的障碍。尤其可知：在比较例2中，因为形成铜蒸镀层之际加热辊的温度较低，为250℃，所以剥离强度下降。
由表6还可知：在铜箔形成在热塑性液晶聚合物薄膜的两个面上的比较例3中，因为形成在热塑性液晶聚合物薄膜的两个面上的电解箔的表面的凹凸比铜蒸镀层大(Rz＝2.0)，所以集肤效应较大，其结果是，传输损耗高达-0.75dB/10cm，高频特性差。
－产业实用性－
综上所述，本发明涉及一种使用了热塑性液晶聚合物薄膜的覆金属层压板及其制造方法。
－符号说明－
1 覆金属层压板
2 热塑性液晶聚合物薄膜
3 金属层
4 金属蒸镀层
5 金属镀层
6 金属箔
7 加热辊
8 橡胶耐热辊
9 金属加热辊
10 连续热压装置
12 送膜辊
13 加热辊
14 收膜辊
17 坩埚
18 电子枪
19 单面覆金属层压板
20 蒸镀装置

Claims (8)

1.一种覆金属层压板，其特征在于：
该覆金属层压板具有热塑性液晶聚合物薄膜、层叠在所述热塑性液晶聚合物薄膜的一个面上的金属蒸镀层以及层叠在所述热塑性液晶聚合物薄膜的另一个面上的金属箔。
2.根据权利要求1所述的覆金属层压板，其特征在于：
所述覆金属层压板在150℃的温度下进行30分钟的加热处理后，其长度方向和宽度方向上的尺寸变化率均在±0.1％以下。
3.根据权利要求1或2所述的覆金属层压板，其特征在于：
所述金属蒸镀层的厚度在0.1μm以上0.5μm以下，所述金属箔的厚度在2μm以上18μm以下。
4.根据权利要求1～3中任一项权利要求所述的覆金属层压板，其特征在于：
形成所述金属蒸镀层的金属的结晶粒径在0.1μm以上。
5.根据权利要求1～4中任一项权利要求所述的覆金属层压板，其特征在于：
在所述金属蒸镀层上形成有电路图形。
6.根据权利要求1～5中任一项权利要求所述的覆金属层压板，其特征在于：
在所述金属蒸镀层上形成有金属镀层。
7.一种覆金属层压板的制造方法，其特征在于：
该覆金属层压板的制造方法包括：
将金属箔层叠到热塑性液晶聚合物薄膜的一个面上而形成具有金属箔的单面覆金属层压板的工序，以及
一边采用卷对卷的方式输送所述单面覆金属层压板，一边用包括加热辊的蒸镀装置在所述热塑性液晶聚合物薄膜的另一个面上形成金属蒸镀层的工序。
8.根据权利要求7所述的覆金属层压板的制造方法，其特征在于：
在设所述热塑性液晶聚合物薄膜的熔点为Mp的情况下，所述加热辊的温度在Mp-65℃以上Mp-40℃以下。
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