JP2002265764A - 超低吸水性フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性液晶ポリマーフィルムに特有の優れ
た低吸湿性、耐熱性、耐薬品性および電気的性質を保持
したまま、超低吸水性を有する熱可塑性液晶ポリマーフ
ィルムを提供する。 【解決手段】 熱可塑性液晶ポリマーフィルムは多孔質
材料を含有しており、その吸水率が２０ｐｐｍ以下であ
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的異方性の溶
融相を形成し得る熱可塑性ポリマー（以下、これを熱可
塑性液晶ポリマーと称する）からなるフィルム（以下、
これを熱可塑性液晶ポリマーフィルムと称する）であっ
て、熱可塑性液晶ポリマーフィルムに特有の優れた低吸
湿性、耐熱性、耐薬品性および電気的性質を有するだけ
でなく、優れた寸法の熱的安定性をも有しており、回路
基板の材料や寸法安定性を必要とする基材として有用で
ある。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信をはじめ、携帯用電子機器の
小型・軽量化の要求が強くなり、高密度実装に対する期
待が一段と強まっている。これに伴い、配線基板の多層
化、配線ピッチの狭幅化、バイアホールの微細化、ＩＣ
パッケージの小型多ピン化が進められており、またコン
デンサや抵抗の受動素子についても小型化と表面実装化
が合わせて進められている。特に、これらの受動部品を
直接、プリント配線基板などの表面または内部に形成す
る技術は、高密度実装を達成することができるだけでな
く、信頼性の向上にも寄与する。それに伴って、電気的
絶縁性も要求されている。

【０００３】一方、優れた低吸湿性、耐熱性、耐薬品性
および電気的性質を有する熱可塑性液晶ポリマーフィル
ムは、プリント配線基板などの信頼性を向上させる電気
絶縁材料として、急速にその商品化が進められている。
また、この熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、一般に水
を吸収しにくく、また一旦吸収した水分は乾燥により発
散しにくいという低吸水性を有しており、この低吸水性
によって吸水による寸法変化が小さいことから、寸法安
定性をも有する。

【０００４】従来から、回路基板や絶縁材料に低吸湿・
低吸水性を付与する技術として、上記の熱可塑性液晶ポ
リマーフィルムのような高度に配向して水分子の侵入を
妨げる材料を用いることや、水分の侵入する面にアルミ
ニウムなどの金属を蒸着またはメッキし、水分子そのも
のの侵入を防ぐ方法などが採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在においては、絶縁
体の電気特性の吸湿・吸水信頼性の要求が高まるなか、
さらに超低吸水性を有する絶縁材料が要求されている。

【０００６】本発明の目的は、熱可塑性液晶ポリマーフ
ィルムに特有の優れた低吸湿性、耐熱性、耐薬品性およ
び電気的性質を保持したまま、超低吸水性を有する熱可
塑性液晶ポリマーフィルムを提供することにある。

【０００７】本発明者は、上記目的を達成するために、
多孔質シリカのような多孔質材料を含有させた熱可塑性
液晶ポリマーフィルムの吸水特性について鋭意研究を行
ったところ、次のことを見出した。すなわち、熱可塑性
液晶ポリマーの溶融製膜時に乾燥させた多孔質材料を含
有させ、空気中から侵入する水分を多孔質材料に吸湿さ
せることにより、吸水率が２０ｐｐｍ以下になるとい
う、本来熱可塑性液晶ポリマーフィルムが有する吸水率
よりも極端に低い吸水率を有するフィルムが得られるこ
とを見出した。

【０００８】吸水率が２０ｐｐｍ以下の熱可塑性液晶ポ
リマーフィルムの電気的絶縁特性は、多孔質材料を含有
させる前と何ら変わりがなく、しかも該フィルムの室内
放置状態における飽和吸水率は非常に小さい。多孔質材
料の含有量は多量である必要はなく、１重量％以下で十
分な低吸水性を発現し、しかもフィルムの力学物性を維
持する。本発明は、以上のような知見に基づき、完成さ
れるに至った。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の熱可塑性液晶ポ
リマーフィルムは、多孔質材料を含有しており、その吸
水率が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。

【００１０】本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルム
は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムが本来有する優れた
低吸湿性、耐熱性、耐薬品性および電気的性質を保持し
たまま、超低吸水性を有しており、優れた寸法安定性を
発現できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に使用される熱可塑性液晶
ポリマーフィルムの原料は特に限定されるものではない
が、その具体例として、以下に例示する（１）から
（４）に分類される化合物およびその誘導体から導かれ
る公知のサーモトロピック液晶ポリエステルおよびサー
モトロピック液晶ポリエステルアミドを挙げることがで
きる。ただし、光学的に異方性の溶融相を形成し得るポ
リマーを得るためには、各々の原料化合物の組み合わせ
には適当な範囲があることは言うまでもない。

【００１２】（１）芳香族または脂肪族ジヒドロキシ化
合物（代表例は表１参照）

【００１３】

【表１】

【００１４】(２）芳香族または脂肪族ジカルボン酸
（代表例は表２参照）

【００１５】

【表２】

【００１６】（３）芳香族ヒドロキシカルボン酸（代表
例は表３参照）

【００１７】

【表３】

【００１８】（４）芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシ
アミンまたは芳香族アミノカルボン酸（代表例は表４参
照）

【００１９】

【表４】

【００２０】これらの原料化合物から得られる熱可塑性
液晶ポリマーの代表例として表５に示す構造単位を有す
る共重合体（ａ）〜（ｅ）を挙げることができる。

【００２１】

【表５】

【００２２】また、本発明に使用される熱可塑性液晶ポ
リマーとしては、フィルムに所望の耐熱性および加工性
を与える目的においては、約２００〜約４００℃の範囲
内、特に約２５０〜約３５０℃の範囲内に融点を有する
ものが好ましいが、フィルム製造の点からは、比較的低
い融点を有するものが好ましい。したがって、より高い
耐熱性や融点が必要な場合には、一旦得られたフィルム
を加熱処理することによって、所望の耐熱性や融点にま
で高める。加熱処理の条件の一例を説明すれば、一旦得
られたフィルムの融点が２８３℃の場合でも、２６０℃
で５時間加熱すれば、融点は３２０℃になる。

【００２３】本発明に使用される熱可塑性液晶ポリマー
フィルムは、熱可塑性液晶ポリマーを押出成形して得ら
れる。任意の押出成形法が採用されるが、周知のＴダイ
製膜延伸法、ラミネート体延伸法、インフレーション法
などが工業的に有利である。特にラミネート体延伸法や
インフレーション法では、フィルムの機械軸方向（以
下、ＭＤ方向と略す）だけでなく、これと直交する方向
（以下、ＴＤ方向と略す）にも応力が加えられるため、
ＭＤ方向とＴＤ方向における機械的性質および熱的性質
のバランスのとれたフィルムを得ることができる。

【００２４】本発明において使用される熱可塑性液晶ポ
リマーフィルムは、任意の厚みのものを使用することが
でき、２ｍｍ以下の板状またはシート状のものも使用で
きる。ただし、熱可塑性液晶ポリマーフィルムをプリン
ト配線基板として使用する場合には、そのフィルムの膜
厚は、２０〜１５０μｍの範囲内にあることが好まし
く、２０〜５０μｍの範囲内にあることがより好まし
い。フィルムの厚さが薄過ぎる場合には、フィルムの剛
性や強度が小さくなるため、得られるプリント配線基板
に電子部品を実装する際に加圧により変形して、配線の
位置精度が悪化して不良の原因となる。また、パーソナ
ルコンピューターなどのメイン回路基板の電気絶縁材料
としては、上記の熱可塑性液晶ポリマーフィルムと他の
電気絶縁性材料、例えばガラス布基材との複合体を用い
ることもできる。なお、熱可塑性液晶ポリマーフィルム
には、滑剤、酸化防止剤などの添加剤が配合されていて
もよい。

【００２５】さらに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの
熱膨張係数は、このフィルム上に形成された導電体の熱
膨張係数と実質的に同一であることが好ましい。熱可塑
性液晶ポリマーフィルムは、熱処理することにより、熱
可塑性液晶ポリマーフィルム上に形成する導電体の熱膨
張係数と実質的に同一にできる。

【００２６】上記の熱処理は、熱可塑性液晶ポリマーフ
ィルム上に導電体を積層する前または後に行ってもよ
い。また、熱可塑性液晶ポリマーフィルムは導電体を形
成する段階で加熱されると、その熱膨張係数が変化する
ことがあるので、この点を事前に考慮したプロセスを設
計する必要がある。さらに、熱処理の手段としては特に
制限はなく、熱風循環炉、熱ロール、セラミックヒータ
ー、熱プレスなどを利用することができる。

【００２７】また、熱処理の温度としては、熱可塑性液
晶ポリマーフィルムの熱膨張係数が、このフィルム上に
設ける導電体の熱膨張係数よりも大きい場合には、熱可
塑性液晶ポリマーフィルムの融点よりも１４０℃低い温
度から融点までの温度範囲を選択することが好ましい。
この温度範囲では、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱
膨張係数を最大で１８×１０^-6ｃｍ／ｃｍ／℃小さくす
ることができる。この熱膨張係数は処理時間によっても
調整することができる。

【００２８】一方、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱
膨張係数が、このフィルム上に設ける導電体の熱膨張係
数よりも小さい場合には、熱処理温度としては、熱可塑
性液晶ポリマーフィルムの融点から融点よりも２０℃高
い温度までの温度範囲を選択することが好ましい。この
温度範囲では、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱膨張
係数を最大で３０×１０^-6ｃｍ／ｃｍ／℃大きくするこ
とができる。熱膨張係数は処理時間によっても調整する
ことができる。

【００２９】本発明においては、熱可塑性液晶ポリマー
フィルムに含有させる多孔質材料の含有量は１重量％以
下であるのが好ましく、均一分散および透明性の点から
０．２重量％から０．７重量％であるのがより好まし
い。多孔質材料としては多孔質シリカ、多孔質チタン、
ケイソウ土、パーライト、合成ゼオライト（モレキュラ
ーシーブ）などが例示される。

【００３０】本発明においては、熱可塑性液晶ポリマー
フィルムに多孔質材料を含有させる方法として、例え
ば、熱可塑性液晶ポリマーの樹脂と多孔質材料をブレン
ドした後、溶融押出製膜する方法、熱可塑性液晶ポリマ
ーフィルムを溶融押出後、該フィルム表面に多孔質材料
を圧着させる方法が採用される。

【００３１】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は実施例によって何ら制限されるものでは
ない。なお、実施例において、熱可塑性液晶ポリマーフ
ィルムの融点、膜厚、力学強度（引張強度）、表面抵
抗、吸水率の評価は以下の方法により行った。

【００３２】（１）融点 示差走査熱量計を用いて、フィルムの熱挙動を観察して
得た。つまり、供試フィルムを２０℃／分の速度で昇温
して完全に溶融させた後、溶融物を５０℃／分の速度で
５０℃まで急冷し、再び２０℃／分の速度で昇温した時
に現れる吸熱ピークの位置を、フィルムの融点として記
録した。

【００３３】（２）膜厚 膜厚は、デジタル厚み計（株式会社ミツトヨ製）を用
い、得られたフィルムをＴＤ方向に１ｃｍ間隔で測定
し、中心部および端部から任意に選んだ１０点の平均値
を膜厚とした。

【００３４】（３）力学強度（引張強度） 得られたフィルムをＴＤ方向に１０等分する位置から試
料を切り出し、引張試験機を用いて、ＡＳＴＭ Ｄ ８
８２の方法に準じて（または、ＪＩＳ Ｃ ２３１８に
準じて）測定し、平均値を引張強度または弾性率とし
た。

【００３５】（４）表面抵抗 １５０℃で１５時間減圧乾燥の後、２３℃で６０％ＲＨ
に１週間保管したフィルムをＪＩＳ Ｃ ６４８１に従
い、２０℃、６５％ＲＨ、９６ｈ後の表面抵抗を評価し
た。

【００３６】（５）吸水率 １５０℃で１５時間減圧乾燥の後、２３℃で６０％ＲＨ
に１週間保管したフィルムをカールフィッシャー水分計
を用い、測定した。

【００３７】実施例１ ｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフト
エ酸の共重合物で、融点が２８０℃である熱可塑性液晶
ポリマーに多孔質シリカであるサイリシア３５０（富士
シリシア化学株式会社製）を１重量％混ぜ、単軸押出機
を用いて吐出量２０ｋｇ／時で溶融押出し、横延伸倍率
４．００倍、縦延伸倍率２．５０倍の条件でインフレー
ション製膜した。平均膜厚が５０μｍ、膜厚分布±７
％、力学強度の縦と横の比が１．０５の熱可塑性液晶ポ
リマーフィルムを得た。このフィルムの吸水率は１０ｐ
ｐｍであり、超低吸水率の熱可塑性液晶ポリマーフィル
ムが得られた。結果を表６に示す。

【００３８】実施例２ ｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフト
エ酸の共重合物で、融点が２８０℃である熱可塑性液晶
ポリマーにサイリシア３５０（前記のとおり）を０．５
重量％混ぜ、単軸押出機を用いて吐出量２０ｋｇ／時で
溶融押出し、横延伸倍率４倍、縦延伸倍率２．５倍の条
件でインフレーション製膜した。平均膜厚が５０μｍ、
力学強度の縦と横の比が１．Ｏ５の熱可塑性液晶ポリマ
ーフィルムを得た。このフィルムの吸水率は１５ｐｐｍ
であり、超低吸水率の熱可塑性液晶ポリマーフィルムが
得られた。結果を表６に示す。

【００３９】比較例１ ｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフト
エ酸の共重合物で、融点が２８０℃である熱可塑性液晶
ポリマーを単軸押出機を用いて吐出量２０ｋｇ／時で溶
融押出し、横延伸倍率４．００倍、縦延伸倍率２．５０
倍の条件でインフレーション製膜した。平均膜厚が５０
μｍ、力学強度の縦と横の比が１．０５の熱可塑性液晶
ポリマーフィルムを得た。このフィルムの吸水率は４０
０ｐｐｍであった。結果を表６に示す。

【００４０】比較例２ ｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフト
エ酸の共重合物で、融点が２８０℃である熱可塑性液晶
ポリマーにサイリシア３５０（前記のとおり）を０．０
１重量％混ぜ、単軸押出機を用いて吐出量２０ｋｇ／時
で溶融押出し、横延伸倍率４．００倍、縦延伸倍率２．
５０倍の条件でインフレーション製膜した。平均膜厚が
５０μｍ、力学強度の縦と横の比が１．０５の熱可塑性
液晶ポリマーフィルムを得た。このフィルムの吸水率は
５０ｐｐｍであり、所望の超低吸水率が得られなかっ
た。結果を表６に示す。

【００４１】

【表６】

【００４２】

【発明の効果】本発明により提供される吸水率が２０ｐ
ｐｍ以下の熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、熱可塑性
液晶ポリマーフィルムが本来有する優れた低吸湿性、耐
熱性、耐薬品性および電気的性質を保持したまま、超低
吸水性を有しており、優れた寸法安定性を発現できる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学的異方性の溶融相を形成し得る熱可
   塑性ポリマーからなるフィルムであって、多孔質材料を
   含有しており、その吸水率が２０ｐｐｍ以下であること
   を特徴とするフィルム。
2. 【請求項２】 多孔質材料の含有量が１重量％以下であ
   る請求項１に記載のフィルム。