-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Grundplatte, bei der eine thermoplastische
Harzschicht, welche hinsichtlich der Löt-Wärmebeständigkeit, Flexibilität, chemischen
Beständigkeit,
mechanischen Festigkeit und den elektrischen Eigenschaften ausgezeichnet
ist, und welche ebenso ausgezeichnet ist hinsichtlich der Thermobildungseigenschaft
bei niedriger Temperatur (Eigenschaft der Verbindung durch Wärme bzw.
Wärmebindung)
als Isolator für
eine Leiterplatte verwendet wird, deren Herstellverfahren und ein
Verfahren zur Herstellung der Leiterplatte.
-
Hintergrundtechnik
-
Bisher
wurde als üblichste
Leiterplatte eine Platte verwendet, bei der ein Prepreg (nachfolgend
als Glas-Epoxyharz bezeichnet), wie erhalten durch Imprägnieren
eines wärmehärtenden
Epoxyharzes in ein Glasgelege (ein Non-Woven-Gewebe aus Glasfasern),
als Isolator verwendet wird, und eine leitfähige Folie, wie eine Kupferfolie,
daran durch Heißpreßformung,
gewöhnlich
unter Bedingungen eines Druckes von 10 bis 40 kgf/cm2 bei
einer Temperatur von 170 bis 230°C
während
30 bis 120 Minuten, gebunden wird.
-
Das
Glas-Epoxyharz ist hinsichtlich der Löt-Wärmebeständigkeit oder chemischen Beständigkeit
ausgezeichnet und relativ preisgünstig,
wies jedoch Probleme auf indem es, da es Glasfasern enthält, zur
Rißbildung
neigt, wenn beispielsweise ein Stoß durch Fallenlassen ausgeübt wird,
was zu Leitungsausfällen
führt; ferner
braucht es eine lange Zeit zum Härten
des Epoxyharzes während
dem Heißpreßformen,
so daß die
Produktivität
gering ist.
-
Ferner
wurde in den jüngsten
Jahren entsprechend der Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung elektronischer
Ausrüstungen
einschließlich
Notebook-Personalcomputern und Mobiltelefonen eine hohe Verdichtung
der Schaltungen und eine Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung
von Leiterplatten gefordert, wobei eine Studie über eine Mehrschichtplatte
unter Verwendung einer thermoplastischen Harzschicht als Isolationsschicht
zum Zwecke der Zufriedenstellung dieser Forderungen aktiv durchgeführt worden
ist.
-
Bei
Verwendung einer thermoplastischen Harzschicht als Isolator für eine Leiterplatte
können
zahlreiche Vorteile erwartet werden. Verglichen mit einem herkömmlichen
Glas-Epoxyharz können
eine Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung der Leiterplatte realisiert
werden, die Schlagzähigkeit
verbessert und die Formungszeit für das Heißpreßformen verkürzt werden,
was unter dem Gesichtspunkt der Produktivität vorteilhaft ist. Für den Isolator
einer Leiterplatte ist es inhärent
erforderlich, im Hinblick auf sein Herstellungsverfahren eine Löt-Wärmebeständigkeit
aufzuweisen. Wenn es möglich
ist, ein wärmebeständiges thermoplastisches Harz,
wie ein Polyetherketonharz oder ein Polyimidharz, zu verwenden,
kann erwartet werden, eine Schaltung zu erhalten, die ausgezeichnete
elektrische Eigenschaften bei einer hohen Temperatur aufweist und
in einer Hochtemperaturatmosphäre
zuverlässig
ist.
-
Solch
ein wärmebeständiges thermoplastisches
Harz erfordert jedoch eine hohe Temperatur für die Formgebung, so daß es notwendig
ist, einen Klebstoff, wie ein Epoxyharz, zu verwenden oder das Heißpreßformen
bei einer hohen Temperatur von mindestens 260°C für das Verbinden mit einem leitfähigen Material oder
zur Bildung einer Mehrschichtstruktur für das Substrat durchzuführen, wobei
die Anhebung oder Absenkung der Temperatur Zeit erfordert, wodurch
die Überlegenheit
des thermoplastischen Harzes hinsichtlich der Produktivität verlorengeht.
Weiterhin kann im Falle eines kristallinen Harzes die Bindungseigenschaft
nicht erzielt werden, sofern es nicht auf eine Temperatur nahe dem
Schmelzpunkt erhitzt wird, wobei, wenn die Temperatur den Schmelzpunkt überschreitet,
das Harz zu fließen
beginnt und einer Fließverformung
unterliegt. Anderer seits ist Polyimidharz hinsichtlich der Wärmebeständigkeit,
chemischen Beständigkeit,
mechanischen Festigkeit etc. ausgezeichnet, jedoch ist die Hygroskopizität groß und die
Dimensionsstabilität
unzureichend, und der Preis des Ausgangsmaterials sehr hoch.
-
EP 0 254 488 A2 betrifft
einen isolierten elektrischen Leiter, umfassend mindestens einen
elektrischen Leiter und mindestens eine Beschichtung, wobei die
Beschichtung oder mindestens eine der Beschichtungen aus einer Polymerzusammensetzung
gebildet ist, welche 55 bis 85 Gew.-% eines Polyarylketons und als
Rest Polyimid umfasst.
-
JP 03 020 354 A betrifft
eine Folie für
ein Metallsubstrat, umfassend 1 bis 100 Gewichtsteile anorganischen
Füllstoff
und 100 Gewichtsteile Polyetherketonharz oder eine Mischung davon
mit einem Polyetherimid, welches damit kompatibel ist.
-
DE 37 37 922 A1 betrifft
Verbundmaterialien aus hochtemperaturbeständigen Polymeren sowie direkt darauf
aufgebrachten Metallschichten.
-
Beschreibung der Erfindung
-
Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Grundplatte für eine Leiterplatte
vorzusehen, bei der eine thermoplastische Harzschicht, welche hinsichtlich
Löt-Wärmebeständigkeit,
Flexibilität,
chemischer Beständigkeit,
mechanischer Festigkeit und elektrischen Eigenschaften ausgezeichnet
ist und ebenso ausgezeichnet ist hinsichtlich der Thermobildungseigenschaft
bei einer niedrigen Temperatur (Wärmebindungseigenschaft) als
Schichtisolator verwendet wird, und ein industriell vorteilhaftes
Verfahren zur Herstellung der Platte anzugeben.
-
Die
Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben umfangreiche Untersuchungen
durchgeführt,
wobei als Ergebnis eine Grundplatte für eine Leiterplatte, deren
Herstellverfahren und ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte
unter Anwendung dieser gefunden wurde, welche in der Lage sind,
die obigen Probleme zu lösen,
indem ein Schichtisolator verwendet wird, welcher ein Polyarylketonharz
und ein nichtkristalli nes Polyetherimidharz mit einer speziellen
Zusammensetzung umfaßt,
und welcher bestimmte spezifische thermische Eigenschaften aufweist,
und weiterhin durch Regulierung der thermischen Eigenschaften der
Schicht zur Zeit des Zusammensetzens und Verarbeitens einer Leiterplatte
innerhalb eines bestimmten, spezifischen Bereichs, wodurch die vorliegende
Erfindung bewerkstelligt worden ist.
-
Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist eine Grundplatte für eine Leiterplatte
gemäß Anspruch
1 und deren Herstellung gemäß Anspruch
3.
-
Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
einer Leiterplatte gemäß Anspruch
5.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich, eine
Grundplatte für
eine Leiterplatte, wobei eine thermoplastische Harzschicht, welche
hinsichtlich Löt-Hitzebeständigkeit,
Flexibilität,
chemischer Beständigkeit,
mechanischer Festigkeit und elektrischen Eigenschaften ausgezeichnet
ist, und welche ebenso ausgezeichnet ist hinsichtlich der Thermobildungseigenschaft
bei niedriger Temperatur (Wärmebindungseigenschaft)
als Schichtisolator verwendet wird, und ein Verfahren zur Herstellung
der Platte vorzusehen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die 1(a)–(c)
sind schematische Darstellungen, welche das Verfahren zur Herstellung
einer Leiterplatte veranschaulichen.
-
Bester Weg zur Ausführung der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
beiliegende Zeichnung näher erläutert
-
1 ist
eine schematische Ansicht zur Erläuterung des Verfahrens zur
Herstellung einer Leiterplatte, wobei (a) eine Leiterplatte zeigt
und (b) und (c) Kombinationen von für die Herstellung notwendigen
Grundmaterialien zeigen. In der Figur ist 1 ein Schichtisolator, 2 ein
elektrisch leitfähiges
Muster, 3 eine elektrisch leitfähige Paste und 11 bis 16 sind
konstitutive Grundmaterialien.
-
Die
in 1(a) gezeigte Leiterplatte bzw.
Platte mit gedruckter Schaltung ist eine sogenannte vierlagige Platte,
wobei elektrisch leitfähige
Muster (2) in vier Schichten über drei Lagen eines Schichtisolators
(1) gebildet sind, und wobei die elektrischen Muster normalerweise
miteinander durch die elektrisch leitfähige Paste (3) verbunden
sind. Um eine solche Leiterplatte zu erzeugen wird somit ein Schichtisolator
mit einem auf der Oberfläche
geformten oder nicht geformten elektrischen Muster, wie in 1(b) oder (c) gezeigt, als Grundmaterial
(11) bis (16) verwendet.
-
Es
ist eine vierlagige Platte veranschaulicht, es kann jedoch in gleicher
Weise eine Platte mit sechs oder mehr Schichten hergestellt werden.
-
Bei
der Kombination von 1(b) werden zwei
Grundmaterialien (11) und (13) mit auf beiden
Seiten gebildeten, elektrisch leitfähigen Mustern, und ein Grundmaterial
(12) ohne elektrisch leitfähiges Muster auf seiner Oberfläche verwendet.
Die Grundmaterialien (11) und (13) sind erhältlich,
indem zuerst vorgeschriebene Durchgangslöcher in den Schichtisolatoren
vorgesehen und eine elektrisch leitfähige Paste darin eingefüllt wird
und dann eine leitfähige
Folie, wie eine Kupferfolie, auf beide Seiten durch Wärme gebunden
wird, um Grundplatten für
eine Leiterplatte (ebenso als ”doppelseitig
verkupferte Platten” bezeichnet)
zu erhalten, worauf eine Ätzbehandlung
erfolgt, um die jeweils vorgeschriebenen Schaltmuster auf den vier
Oberflächen
zu bilden. Andererseits wird ein aus einem Schichtisolator mit darin
vorgesehenen, vorbestimmten Durchgangslöchern und einer darin eingefüllten, elektrisch
leitfähigen
Paste hersgestellt, und die oben genannten Grundmaterialien (11)
und (13) mit diesem dazwischen angeordnet durch Wärme verbunden,
zur Bildung einer Mehrschichtstruktur, um eine in 1(a) gezeigte
Leiterplatte zu erhalten.
-
Bei
der Kombination der 1(c) werden zwei
Grundmaterialien (14) und (16) mit einem auf einer
Seite gebildeten, elektrisch leitfähigen Muster, und ein Grundmaterial
(15) mit auf beiden Seiten gebildeten, elektrisch leitfähigen Mustern,
verwendet. In diesem Fall wird eine leitfähige Folie auf eine Seite oder
beide Seiten eines Schichtisolators mit darin vorgesehenen, vorbestimmten
Durchgangslöchern
und einer darin eingefüllten,
elektrisch leitfähigen
Paste, durch Wärme
gebunden, um eine Grundplatte für
eine Leiterplatte herzustellen, worauf eine Ätzbehandlung erfolgt, um die
entsprechend vorgeschriebenen Schaltungsmuster auf den vier Oberflächen zu
bilden, um Grundmaterialien (14) bis (16) zu erhalten,
und diese werden übereinander
gelegt und durch Wärme
verbunden zur Bildung einer Mehrschichtstruktur, um eine Leiterplatte
gemäß 1(a) zu erhalten.
-
Bei
der vorliegenden Erfindung ist das Polyarylketonharz als die erste,
den Schichtisolator (
1) aufbauende Komponente ein thermoplastisches
Harz, enthaltend eine Bindung eines aromatischen Kerns, eine Etherbindung und
eine Ketonbindung als dessen Struktureinheiten, wobei typische Beispiele
ein Polyetherketon, ein Polyetheretherketon und ein Polyetherketonketon
umfassen. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch vorzugsweise
ein durch die folgenden Formel (1) gezeigtes Polyetheretherketon
vorzugsweise eingesetzt:
-
Andererseits
ist das nichtkristalline Polyetherimidharz als die zweite, den Schichtisolator
(
1) aufbauende Komponente ein nichtkristallines thermoplastisches
Harz, enthaltend eine Bindung eines aromatischen Kerns, eine Etherbindung
und eine Imidbindung als dessen Struktureinheiten, wobei bei der
vorliegenden Erfindung ein durch die folgende Formel (2) gezeigtes
Polyetherimid vorzugsweise eingesetzt wird:
-
Weiterhin
ist es bei der vorliegenden Erfindung erforderlich, daß der Schichtisolator
eine bestimmte spezifische Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften
aufweist. Das heißt,
es ist eine Zusammensetzung erforderlich, welche 65 bis 35 Gew.-%
des obigen Polyarylketonharzes und 35 bis 65 Gew.-% des obigen nicht
kristallinen Polyetherimidharzes umfaßt, und es ist erforderlich,
daß die
Glasübergangstemperatur 150
bis 230°C
und die Kristallschmelz-Peaktemperatur mindestens 260°C beträgt, wie
gemessen bei Steigerung der Temperatur durch eine Differentialabtastkalorimetrie,
und wobei die Kristallschmelzwärme ΔHm und die
durch Kristallisation während
der Temperatursteigerung erzeugte Kristallisationswärme ΔHc der folgenden Beziehung
genügen: [(ΔHm – ΔHc)/ΔHm] ≤ 0,35
-
Wenn
der Anteil des obigen Polyarylketonharzes 65 Gew.-% überschreitet
oder das nichtkristalline Polyetherimidharz in einer Menge von weniger
als 35 Gew.-% vorliegt, neigt die Zusammensetzung insgesamt dazu,
eine hohe Kristallisierbarkeit aufzuweisen und eine hohe Kristallisationsgeschwindigkeit
zu zeigen, wobei es beim Verbinden mit der leitfähigen Folie durch Wärmeschmelzung
zu einer übermäßig voranschreitenden
Kristallisation kommen kann und es schwierig werden kann, durch
Wärmebindung
eine Mehrschichtstruktur der Platte zu bilden, oder die Volumenschrumpfung
(die Dimensionsänderung)
aufgrund von Kristallisation neigt dazu, hoch zu sein, und die Zuverlässigkeit
als Leiterplatte neigt dazu, gering zu sein, was unerwünscht ist.
Wenn weiterhin der Anteil des kristallinen Polyarylketonharzes weniger
als 35 Gew.-% beträgt
oder der Anteil des nichtkristallinen Polyetherimidharzes 65 Gew.-% überschreitet,
neigt die gesamte Zusammensetzung zu geringer Kristallisierbarkeit
oder die Kristallisationsgeschwindigkeit neigt dazu, gering zu sein,
und selbst wenn die Kristallschmelz-Peaktemperatur mindestens 260°C beträgt, neigt
die Löt-Wärmebeständigkeit
dazu, gering zu sein, was unerwünscht
ist.
-
Wenn
weiterhin die Glasübergangstemperatur
des Schichtisolators weniger als 150°C beträgt, besteht die Tendenz einer
geringen Wärmebeständigkeit.
Wenn sie andererseits 230°C überschreitet,
verringert sich der Elastizitätsmodul
der Schicht bei der Durchführung
der Verbindung mit der leitfähigen
Folie durch Wärmebindung
bei einer geringen Temperatur von höchstens 250°C nicht sehr viel, wobei es
schwierig werden kann, eine ausreichende Bindungsfestigkeit zu erzielen.
Wenn weiterhin die Kristallschmelz-Peaktemperatur weniger als 260°C beträgt, neigt
die Löt-Wärmebeständigkeit dazu, gering zu sein,
was unerwünscht
ist.
-
Somit
ist die thermische Eigenschaft als der wichtigste Regulierungsfaktor
bei der vorliegenden Erfindung durch die folgende Beziehung zwischen
der Kristallschmelzwärme ΔHm des Schichtisolators
und der durch Kristallisation während
der Temperatursteigerung erzeugten Kristallisationswärme ΔHc wiedergegeben: [(ΔHm – ΔHc)/ΔHm]
-
Das
heißt,
diese thermische Eigenschaft wird durch die obige Formel aus den
gemessenen Werten zweier Übergangswärmen berechnet,
welche in der DSC-Kurve erscheinen, wenn die Temperatur bei einer Differentialabtastkalorimetrie
gemäß JIS K7121
und JIS K7122 gesteigert wird, das heißt den Werten der Kristallschmelzwärme ΔHm (J/g)
und der Kristallisationswärme ΔHc (J/g).
-
Der
Wert dieser Beziehung [(ΔHm – ΔHc)/ΔHm] hängt ebenso
ab vom Typ und dem Molekulargewicht des Ausgangsmaterialpolymeren,
den Anteilsverhältnissen
der Zusammensetzung etc., er hängt
jedoch größtenteils
von den Bildungs- und Verarbeitungsbedingungen des Schichtisolators
ab. Das heißt,
der numerische Wert kann so reguliert werden, daß er klein ist, durch leichtes
Kühlen
des Ausgangsmaterialpolymeren nach dessen Schmelzung zur Zeit der
Schichtbildung. Weiterhin kann ein solcher numerischer Wert reguliert
werden durch Einstellen des zeitlichen Wärmeverlaufs bei jedem Schritt.
Der zeitliche Wärmeverlauf
bedeutet die Temperatur des Schichtisolators und die Zeit, über welche
diese Temperatur beibehalten wird, wobei dieser numerische Wert
dazu neigt, groß zu
sein, sowie die Temperatur hoch oder die Zeit lang ist.
-
Wenn
bei dem obigen Schichtisolator dieser Wert 0,35 überschreitet, ist der Kristallisationsgrad
vor dem Verbinden mit der leitfähigen
Folie durch Wärmebindung
bereits hoch, wodurch es erforderlich wird, das Verbinden mit der
leitfähigen
Folie durch Wärmebindung
bei einer hohen Temperatur durchzuführen, oder die Kristallisation
neigt dazu, beim Verbinden mit der leitfähigen Folie durch Wärmebindung übermäßig voranzuschreiten,
so daß es
schwierig wird, eine Mehrschichtstruktur der Platte durch Wärmebindung
zu bilden.
-
Als
nächstes
besteht das Wichtigste bei der Art der Regulierung dieser Beziehung
darin, daß beim
Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte, zunächst mit
Bezug auf eine Grundplatte für
eine Leiterplatte mit einer auf mindestens einer Seite eines Schichtisolators
durch Wärme
gebundenen, leitfähigen
Folie, die Werte auf Basis der Messungen nach der Wärmebindung
der folgenden Beziehung genügen: [(ΔHm – ΔHc)/ΔHm] ≤ 0,5
-
Wenn
dieser Wert 0,5 überschreitet,
neigt die Bindungseigenschaft durch die Wärmebindung beim Verfahren der
Bildung einer Mehrschichtstruktur der Platte dazu, gering zu sein,
wodurch es schwierig wird, eine Mehrschichtstruktur zu bilden. In ähnlicher
Weise sollte ebenso mit Bezug auf den Schichtisolator vor der Wärmebindung
der leitfähigen
Folie der Wert der obigen Beziehung besser so klein als möglich sein.
Wenn beispielsweise der Wert 0,35 vor der Wärmebindung überschreitet, ist die Kristallisation
vor der Bindung der leitfähigen
Folie durch Wärmebindung
bereits hoch, wodurch es notwendig wird, die Bindung der leitfähigen Folie
durch Wärmebindung
bei einer hohen Temperatur durchzuführen, oder die Kristallisation
neigt dazu, beim Binden der leitfähigen Folie durch Wärmebindung übermäßig voranzuschreiten,
so daß es
schwierig wird, eine Mehrschichtstruktur der Platte durch Wärmebindung
zu bilden.
-
Um
schließlich
die Löt-Wärmebeständigkeit
nach Bildung einer Mehrschichtstruktur mit Bezug auf eine mehrschichtige
Leiterplatte durch Wärmebindung
der obigen Grundplatten für
eine Leiterplatte über
einen Schichtisolator zu realisieren, genügen die Werte, basierend auf
der Messung nach der Wärmebindung,
der folgenden Beziehung: [(ΔHm – ΔHc)/ΔHm] ≥ 0,7
-
Wenn
dieser Wert weniger als 0,7 beträgt,
neigt die Kristallisation dazu, ungenügend zu sein, und die Löt-Wärmebeständigkeit
neigt dazu, gering zu sein, was unerwünscht ist.
-
Bei
der vorliegenden Erfindung können
in die den Schichtisolator aufbauende Harzzusammensetzung wahlweise
weitere Harze oder Additive, beispielsweise verschiedene Additive
wie ein Wärmestabilisator,
Ultraviolettabsorber, Fotostabilisator, Keimbildungsmittel, Färbemittel,
Gleitmittel, Flammerverzögerungsmittel, Füllstoff,
wie ein anorganischer Füllstoff,
in einem solchen Anteil eingebracht werden, daß die Natur der Zusammensetzung
nicht beeinträchtigt
wird. Weiterhin kann beispielsweise eine Präge- oder Koronabehandlung auf
der Oberfläche
des Schichtisolators angewandt werden, um die Handhabungseffizienz
zu verbessern.
-
Das
schichtbildende Verfahren für
den Schichtisolator ist ein Extrusions-Filmgießverfahren unter Anwendung
einer T-Düse
auf Grund der Film- bzw.
Schichtbildungseigenschaft des Blatts, der stabilisierten Produktivität etc. Die
Formungstemperatur bei der Extrusions-Filmgießmethode unter Anwendung einer
T-Düse wird
in geeigneter Weise in Abhängigkeit
der Schichtbildungseigenschaft oder der Fließeigenschaft der Zusammensetzung
eingestellt und ist mindestens der Schmelzpunkt und beträgt höchstens
430°C. Die
Dicke der Schicht beträgt
gewöhnlicherweise
25 bis 300 μm.
-
Die
bei der vorliegenden Erfindung verwendete, leitfähige Folie kann eine Metallfolie
aus beispielsweise Kupfer, Gold, Silber, Aluminium, Nickel oder
Zinn mit einer Dicke von etwa 5 bis 70 μm sein. Als Metallfolie wird üblicherweise
eine Kupferfolie verwendet, wobei eine solche, deren Oberfläche durch
chemische Umwandlungsbehandlung, wie Schwarzoxidationsbehandlung,
behandelt worden ist, vorzugsweise eingesetzt wird.
-
Als
Wärmebindungsverfahren
beim Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte kann ein bekanntes Verfahren
angewandt werden, solange es ein Verfahren ist, das zum Erhitzen
und Pressen fähig
ist, wobei dieses keiner besonderen Beschränkung unterliegt. Beispielsweise
kann ein Heißpreßverfahren
oder ein Thermolaminierungs-Walzenverfahren oder ein diese kombinierendes
Verfahren in geeigneter Weise angewandt werden.
-
Vorangehend
wurde die wärmebeständige Isolationsschicht
der vorliegen den Erfindung mit Bezug auf die Verwendung als Schichtisolator,
insbesondere für
die Herstellung einer Platte mit gedruckter Schaltung (Leiterplatte)
beschrieben. Die Schicht ist jedoch ebenso für andere wärmebeständige Laminate brauchbar. In diesem
Fall können
zu laminierende Grundmaterialien beispielsweise 1) eine Metallplatte
aus beispielsweise Kupfer, Gold, Silber, Aluminium, Nickel, Zinn
oder Zink, 2) eine Keramik, wie Zirkoniumoxid, Zirkoniumsilicat, Aluminiumoxid,
Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Boroxid, Yttriumoxid oder Bariumtitanat,
und 3) ein technischer Kunststoff vom Aryltyp, wie ein kristallines
Polyetheretherketon, ein Polyetherimid, ein Polyimid oder ein Polyethersulfon,
sein.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf Beispiele
näher beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch keineswegs auf diese Beispiele
beschränkt.
Die verschiedenen Messungen und Bewertungen mit Bezug auf die in
der Beschreibung gezeigten Schichten wurden wie folgt durchgeführt.
-
(1) Glasübergangstemperatur, Kristallisationstemperatur,
Kristallschmelz-Peaktemperatur
-
Erhalten
aus dem Thermogramm, wenn 10 mg einer Probe mit einer Heizgeschwindigkeit
von 10°C/min
gemäß JIS K7121
mittels eines DSC-7, hergestellt von Perkin Elmer K. K., erhitzt
wurden.
-
(2) (ΔHm – ΔHc)/ΔHm
-
Berechnet
durch Erzielen der Kristallschmelzwärme ΔHm (J/g) und der Kristallisationswärme ΔHc (J/g)
aus dem Thermogramm, wenn 10 mg einer Probe mit einer Heizgeschwindigkeit
von 10°C/min
gemäß JIS K7122
mittels eines DSC-7, hergestellt von Perkin Elmer K. K., erhitzt
wurden.
-
(3) Bindefestigkeit
-
In Übereinstimmung
mit der normalen Abschälfestigkeit,
wie in JIS C6481 vorgeschrieben, wurden Kupferfolien auf jeweils
beiden Seiten gemessen und der Durchschnittswert durch kgf/cm wiedergegeben.
-
(4) Löt-Wärmebeständigkeit
-
In Übereinstimmung
mit der normalen Löt-Wärmebeständigkeit,
wie in JIS C6481 vorgeschrieben, wurde ein Prüfkörper auf einem Lötbad bei
260°C während 10
Sekunden schwimmengelassen, so daß die Kupferfolienseite in
Berührung
mit dem Lötbad
war, und nach dem Abkühlen
auf Raumtemperatur wurde das Vorliegen oder das Nichtvorliegen von
Bläschen
oder Ablösungen
visuell inspiziert, um eine Beurteilung mit gut oder schlecht zu
treffen.
-
Beispiel 1
-
Eine
Mischungszusammensetzung, umfassend 60 Gew.-% eines Polyetheretherketonharzes [PEEK381G,
hergestellt von Victrex Company] (nachfolgend einfach als PEEK bezeichnet)
und 40 Gew.-% eines Polyetherimidharzes [Ultem-1000, hergestellt
von General Electric Company] (nachfolgend einfach als PEI bezeichnet),
wurde mittels eines 40 mm 0 Doppelschnecken-Knetextruders (L/D =
35), ausgerüstet
mit einer T-Düse,
hergestellt von Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., extrudiert und
sofort mit einer Gießwalze,
die mit einer Temperaturregulierfunktion ausgestattet war, zur Verfestigung
kontaktiert, um einen Schichtisolator mit einer Dicke von 100 μm zu erhalten.
Die Extrusionsbedingungen waren wie folgt:
| Extrusionseinstelltemperatur: | 390–410°C |
| Extrusionsmenge: | 20
Kg/h |
| Gießwalzentemperatur: | 150°C |
-
Beispiel 2
-
Ein
Schichtisolator wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 erhalten,
mit der Ausnahme, daß die
Anteile der Mischungszusammensetzung geändert wurden auf 40 Gew.-%
des Polyetheretherketonharzes und 60 Gew.-% des Polyetherimidharzes.
-
Referenzbeispiele 1 bis 3
-
Ein
Schichtisolator wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 erhalten,
mit der Ausnahme, daß die
Anteile der Mischungszusammensetzungen jeweils geändert wurden
auf 100 Gew.-% des Polyetheretherketonharzes (Referenzbeispiel 1),
auf 30 Gew.-% des Polyetheretherketonharzes und 70 Gew.-% des Polyetherimidharzes
(Referenzbeispiel 2) und auf 100 Gew.-% des Polyetherimidharzes
(Referenzbeispiel 3).
-
Dann
wurden bei den in den obigen Beispielen und Vergleichsbeispielen
erhaltenen Schichtisolatoren die Glasübergangstemperaturen, Kristallisationstemperaturen,
Kristallisationswärmen ΔHc, Kristallschmelz-Peaktemperaturen
und die Kristallschmelzwärmen ΔHm gemessen,
und (ΔHm – ΔHc)/ΔHm berechnet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Tabelle 1
| | Referenzbeispiel
1 | Beispiel
1 | Beispiel
2 | Referenzbeispiel
2 | Referenzbeispiel
3 |
| PEEK
(Gew.-%) | 100 | 60 | 40 | 30 | 0 |
| PEI
(Gew.-%) | 0 | 40 | 60 | 70 | 100 |
| Physikalische
Eigenschaften der Schichten | | | | | |
| Glasübergangstemperatur (°C) | 139 | 166 | 186 | 192 | 216 |
| Kristallisationstemperatur (°C) | 170 | 214 | 248 | 249 | - |
| Kristallisationswärme Hc (J/g) | 29 | 22,5 | 15,3 | 13,8 | - |
| Kristallschmelz-Peaktemperatur
(°C) | 343 | 342 | 341 | 340 | - |
| Kristallschmelzwärme ΔHm (J/g) | 48 | 30,4 | 15,7 | 14,4 | - |
| (ΔHm – ΔHc)/ΔHm | 0,40 | 0,26 | 0,03 | 0,04 | - |
-
Beispiel 3
-
Der
in Beispiel 1 erhaltene Schichtisolator wurde auf A4-Größe geschnitten,
und eine elektrolytische Kupferfolie mit einer Dicke von 18 μm wurde auf
jede Seite laminiert und durch eine Heißpresse unter den Bedingungen
eines Drucks von 30 kgf/cm2, einer Temperatur
von 200°C
und einer Zeit von 10 Minuten gebunden, um eine doppelseitig verkupferte
Platte zu erhalten. Weiterhin wurde durch Ätzung ein Schaltkreis gebildet. Dann
wurde zwischen ein Paar solcher mit Schaltkreisen ausgebildeter,
doppelseitig verkupferter Platten ein frischer Schichtisolator laminiert
und zu einer Mehrschichtstruktur durch eine Heißpresse unter den Bedingungen
eines Drucks von 30 kgf/cm2, einer Temperatur
von 220°C
und einer Zeit von 20 Minuten, gebildet, um eine Vierschichtplatte
zu erhalten.
-
Es
gab kein Problem, wie eine Ablösung
der Kupferfolien, während
den Verarbeitungsschritten, und die erhaltene Vierschichtplatte
war zufriedenstellend hinsichtlich der Interlaminarhaftung und der
Bindefestigkeit gegenüber
den Kupferfolien; die Löt-Wärmebeständigkeit
war ebenso gut.
-
Vergleichsbeispiel 1
-
Eine
Vierschichtplatte wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 3 hergestellt,
mit der Ausnahme, daß die Heißpreßtemperatur
bei der Herstellung der doppelseitig verkupferten Platte auf 215°C geändert wurde.
-
Die
erhaltene Vierschichtplatte war hinsichtlich der Interlaminarhaftung
unzureichend und löste
sich leicht ab.
-
Beispiel 4
-
Eine
Vierschichtplatte wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 3 hergestellt,
mit der Ausnahme, daß der
in Beispiel 1 erhaltene Schichtisolator durch den in Beispiel 2
erhaltenen Schichtisolator ersetzt wurde, und die Heißpreßtemperatur
bei der Herstellung der doppelseitig verkupferten Platte auf 225°C, und die
Heißpreßbedingungen
bei der Herstellung der Vierschichtplatte auf eine Temperatur von
240°C und
eine Zeit von 30 Minuten geändert
wurden.
-
Es
gab kein Problem, wie ein Ablösen
der Kupferfolie bei den Verarbeitungsstufen, und die erhaltene Vierschichtplatte
war hinsichtlich der Interlaminarhaftung und der Bindefestigkeit
gegenüber
der Kupferfolie zufriedenstellend, und die Löt-Wärmebeständigkeit war ebenso gut.
-
Vergleichsbeispiel 2
-
Eine
Vierschichtplatte wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 4 hergestellt,
mit der Ausnahme, daß die Heißpreßbedingungen
bei der Herstellung der Vierschichtplatte auf eine Temperatur von
230°C und
eine Zeit von 10 Minuten geändert
wurden.
-
Bei
der erhaltenen Vierschichtplatte war die Interlaminarhaftung gut,
die Löt-Wärmebeständigkeit
war jedoch schlecht.
-
Vergleichsbeispiel 3
-
Eine
doppelseitig verkupferte Platte wurde in gleicher Weise wie in Beispiel
3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß der in Beispiel 1 erhaltene
Schichtisolator durch den in Referenzbeispiel 2 erhaltenen Schichtisolator
ersetzt wurde, und die Heißpreßbedingungen
bei der Herstellung der doppelseitig verkupferten Platte auf eine
Temperatur von 240°C
und eine Zeit von 20 Minuten geändert
wurden.
-
Die
Bewertungsergebnisse mit Bezug auf die doppelseitig verkupferten
Platten und die Vierschichtplatten, welche in diesen Beispielen
und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, sind der Tabelle 2 zusammengefaßt. Tabelle 2
| | Beispiel
3 | Beispiel | Vergleichsbeispiel
1 | Vergleichsbeispiel
2 | Vergleichsbeispiel
3 |
| PEEK
(Gew.-%) | 60 | 40 | 60 | 40 | 30 |
| PEI
(Gew.-%) | 40 | 60 | 40 | 60 | 70 |
| Doppelseitig
verkupferte Platte | | | | | |
| Heißpreßtemperatur
(°C) | 200 | 225 | 215 | 225 | 240 |
| Heißpreßzeit (min) | 10 | 10 | 10 | 10 | 20 |
| Bindefestigkeit
(kgf/cm) | 0,7 | 0,6 | 1,0 | 0,6 | 0,2 |
| (ΔHm – ΔHc)/ΔHm | 0,31 | 0,38 | 0,78 | 0,38 | 0,66 |
| Vierschichtplatte | | | | | |
| Heißpreßtemperatur
(°C) | 220 | 240 | 220 | 230 | - |
| Heißpreßzeit (min) | 20 | 30 | 20 | 10 | - |
| Bindefestigkeit
(kgf/cm) | 1,5 | 1,3 | - | 0,9 | - |
| (ΔHm – ΔHc)/ΔHm | 0,96 | 0,93 | - | 0,63 | - |
| Löt-Wärmebeständigkeit | gut | gut | - | schlecht | - |
-
Aus
den Beispielen 1 bis 4 in den Tabellen 1 und 2 ist ersichtlich,
daß die
Ausgangsmaterialzusammensetzungen für die Schichtisolatoren innerhalb
der vorgeschriebenen Bereiche liegen, und wenn sie die spezifischen
thermischen Eigenschaften aufweisen, ist die Laminierung mit einer
leitfähigen
Folie bei einer niedrigen Temperatur (höchstens 250°C) möglich, und es ist möglich, eine
Mehrschichtstruktur bei einer niedrigen Temperatur (höchstens
250°C) zu
bilden, wenn bei der Herstellung der Mehrschichtplatte der Wert
von (ΔHm – ΔHc)/ΔHm so reguliert
wird, daß er
höchstens
0,5 nach dem Schritt des Verbindens mit der leitfähigen Folie
durch Wärmebindung,
und mindestens 0,7 nach dem Schritt der Bildung einer Mehrschichtstruktur
der Platte beträgt,
wobei die Löt-Wärmebe ständigkeit
gut ist. Andererseits ist ersichtlich, daß, wie in den Vergleichsbeispielen
1 und 2, wenn der Wert von (ΔHm – ΔHc)/ΔHm nicht
innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs bei der Herstellung der
Mehrschichtplatte eingestellt wird, es schwierig wird, eine Mehrschichtstruktur zu
bilden, und die Löt-Wärmebeständigkeit
wird schlecht. Weiterhin ist ersichtlich, daß, wie in Vergleichsbeispiel
3, in einem Fall, wo die Zusammensetzung der Ausgangsmaterialien
für den
Schichtisolator außerhalb der
vorgeschriebenen Bereiche liegt, die Bindefestigkeit zwischen der
Kupferfolie und der erhaltenen, doppelseitig verkupferten Platte
schlecht ist, und es schwierig ist, eine Mehrschichtstruktur zu
bilden.
