JP2005105165A - 低温積層可能な熱可塑性液晶ポリマーフィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 熱可塑性液晶ポリマーフィルムであって、0.05MPaの圧縮荷重下、10℃/分の昇温速度で測定して得られる、フィルムの厚さ〜温度曲線における勾配の変曲開始点の温度をTD1、同フィルムの厚さ〜温度曲線における勾配の絶対値が最大になる温度TDmaxよりも10℃低い温度をTD2としたとき、これらがTD2−TD1≧60の条件を満足する。
【選択図】 図1
Description
その一方、高温、高圧下での積層では積層時の樹脂流れの影響を考慮する必要があり、高密度の多層回路基板を製造する場合には、特に積層時の樹脂流れによる導電体(配線パターン)の位置ずれが問題となる。
そして、この測定値に基づいて、次式により、m値(屈折率と称する)が算出される。
m=(Zo/△z) X [1−νmax/νo]
ただし、 Zoは装置定数、△z は物体の平均厚、νmaxはマイクロ波の振動数を変化させたとき、最大のマイクロ波透過強度を与える振動数、νoは平均厚ゼロのとき(すなわち物体がないとき)の最大マイクロ波透過強度を与える振動数である。
次に、マイクロ波の振動方向に対する物体の回転角が0°のとき、つまり、マイクロ波の振動方向と、物体の分子が最もよく配向されている方向であって、最小マイクロ波透過強度を与える方向とが合致しているときのm値をm0、回転角が90°のときのm値をm90として、分子配向度SORがm0/ m90により算出される。
多層フィルムは、本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルムを2枚以上積層したもの、他の熱可塑性ポリマーからなるフィルム1枚と本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの1枚を積層したもの、他の熱可塑性ポリマーからなるフィルムの両面に本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルムを積層したもの、他の熱可塑性ポリマーからなるフィルムの複数枚と本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの複数枚を積層したものなどが挙げられる。
2≦TDE2/TDE1≦20 を満足することが好ましい。
TDE2/TDE1の値が2より小さい場合、樹脂流れを生じることなく十分な接着力を達成することが困難であり、また、TDE2/TDE1の値が20を越えると、樹脂流れが発生しやすくなる。
図2の(A)は、本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルム(F1)の片面に金属箔(MF)を積層して回路基板を製造する様子を示しており、両者を熱圧着して積層する。熱圧着は、公知の手段、例えば、加熱ロール、平盤熱プレス、平盤真空熱プレス、二重ベルトプレスなどを使用して実施することができる。熱圧着は、樹脂流れを生じることなく、かつ十分な接着力を達成するために、本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルム(F1)の、上記した温度TD1からTD2の範囲内の温度で実施される。より好ましい熱圧着温度は、TD1+20℃〜TD2の範囲内の温度である。また、熱圧着時の圧力は、通常2〜8MPa、好ましくは3〜6MPaである。
なお、本図においては、2つの回路基板(CB1とCB2)を積層した後、各金属箔にエッチング処理を施して回路パターン(P2)を形成し、次いで内部に位置する回路パターン(P1)に対応する位置にマイクロビア(H1,H2)が形成され、さらに導電ペーストや半田などの導電体を充填した後、それに接続するように回路パターン(P3)が形成される。
このようにして得られる回路基板は、近年重要になってきている、高い精密さを満足するものである。
また、本発明で得られる多層構成のフィルムについても、上記と同様の工程で金属箔と積層して回路基板とすることができる。また、かかる多層構成のフィルムは、それ自体で、包装材料やカバーフィルムなどの用途に使用することができる。
以下の実施例において、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点、一定の圧縮荷重下でのフィルムの厚さの変化に係る上記した温度TD1,TDmaxおよびTD2、並びに、積層体の接着強度は以下の方法により測定した。
示差走査熱量計を用いて、フィルムの熱挙動を観察することによって測定した。すなわち、フィルムを10℃/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。
(2)フィルムの厚さの変化に係る温度(TD1,TDmax,TD2)
熱機械分析装置〔TMA−50、島津製作所社製〕を用い、圧縮プローブは0.5mmΦのものを用い、0.05MPaの圧縮荷重下で室温から10℃/分の速度で400℃まで昇温してフィルムの厚さの変化を観察し、温度−厚さ曲線を作成した。
そして、得られた温度−厚さ曲線から、以下の温度を読み取った。
TD1:厚さの変化の勾配が変化しはじめる温度。
TDmax :厚さの変化の勾配の絶対値が最大になる温度(フィルムが流れ出す温度)。なお、TDmax よりも10℃低い温度をTD2とした。
さらに、室温から上記の温度TD1までの温度範囲での温度に対する厚さの変化率(TDE1)と上記の温度TD1からTD2までの温度範囲での温度に対する厚さの変化率(TDE2)とを求め、TDE2/TDE1の値を算出した。
(3)積層体の接着強度
積層体から1.0cm幅の剥離試験片を作成し、JIS C 5016に準じて、180°法により、50mm/分の速度で剥離試験を行い、接着強度を測定した。
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283℃である液晶ポリマーを溶融押出し、インフレーション成形法により、膜厚:50μm、分子配向度SOR:1.03の熱可塑性液晶ポリマーフィルム1(融点:280℃)を得た。
実施例1で作製した熱可塑性液晶ポリマーフィルム1と電解銅箔(厚さ:18μm)を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用い、加熱盤を250℃に設定し、3MPaの圧力で5分間加熱圧着した後、270℃で1時間、さらに290℃で7時間加熱処理し、電解銅箔を剥離して、膜厚が50μmである、高融点の熱可塑性液晶ポリマ−フィルム3(融点:310℃)を得た。この熱可塑性液晶ポリマーフィルム3について、上記の方法で厚さの変化に係る温度(TD1、TDmax、TD2)とTDE1、TDE2を測定した。結果を表6に示す。
実施例1で作製した熱可塑性液晶ポリマーフィルム1と電解銅箔(厚さ:18μm)を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用い、加熱盤を250℃に設定し、3MPaの圧力で5分間加熱圧着した後、270℃で10時間加熱処理し、電解銅箔を剥離して、膜厚が50μmである、高融点の熱可塑性液晶ポリマーフィルムC1(融点:310℃)を得た。この熱可塑性液晶ポリマーフィルム3について、上記の方法で厚さの変化に係る温度(TD1、TDmax、TD2)とTDE1、TDE2を測定した。結果を表6に示す。
実施例1で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の両面に厚さ18μmの電解銅箔を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用い、加熱盤を所定の温度(280℃、290℃、300℃の3通り)に設定し、4MPaの圧力で10分間熱圧着して、回路基板(熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と銅箔の組み合わせからなる両面金属張積層体)を得た。この積層体の接着強度を上記した方法で測定したところ、熱圧着温度が280℃の場合には0.5kgf/cm、290℃の場合には0.8kgf/cm、300℃の場合には1.0kgf/cmであった。
実施例1で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の両面に厚さ18μmの電解銅箔を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用い、加熱盤を所定の温度(320℃、340℃の2通り)に設定し、4MPaの圧力で10分間熱圧着して、回路基板(熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と銅箔の組み合わせからなる両面金属張積層体)を得た。この積層体の接着強度を上記した方法で測定したところ、熱圧着温度が320℃の場合には1.2kgf/cm、340℃の場合には1.5kgf/cmであった。ただし、いずれの場合にも、樹脂流れが認められた。
実施例2で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルム3の両面に厚さ18μmの電解銅箔を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用い、加熱盤を所定の温度(280℃、290℃、300℃の3通り)に設定し、4MPaの圧力で10分間熱圧着して、回路基板(熱可塑性液晶ポリマーフィルム3と銅箔の組み合わせからなる両面金属張積層体)を得た。この積層体の接着強度を上記した方法で測定したところ、熱圧着温度が280℃の場合には0.8kgf/cm、290℃の場合には1.0kgf/cm、300℃の場合には1.2kgf/cmであった。
実施例2で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルム3の両面に厚さ18μmの電解銅箔を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用い、加熱盤を所定の温度(320℃、340℃の2通り)に設定し、4MPaの圧力で10分間熱圧着して、回路基板(熱可塑性液晶ポリマーフィルム3と銅箔の組み合わせからなる両面金属張積層体)を得た。この積層体の接着強度を上記した方法で測定したところ、熱圧着温度が320℃の場合には1.2kgf/cm、340℃の場合には1.5kgf/cmであった。ただし、いずれの場合にも、樹脂流れが認められた。
比較例1で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムC1の両面に厚さ18μmの電解銅箔を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用い、加熱盤を所定の温度(280℃、290℃、300℃の3通り)に設定し、4MPaの圧力で10分間熱圧着して、回路基板(熱可塑性液晶ポリマーフィルムC1と銅箔の組み合わせからなる両面金属張積層体)を得た。この積層体の接着強度を上記した方法で測定したところ、熱圧着温度が280℃の場合には0.3kgf/cm、290℃の場合には0.5kgf/cm、300℃の場合には0.6kgf/cmであった。 本比較例4において、0.8kgf/cmという接着強度を達成するためには、TDmax(310℃)直前での熱圧着が必要であった。
実施例1で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の2枚を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用い、加熱盤を所定の温度(280℃、290℃、300℃の3通り)に設定し、3MPaの圧力で10分間加熱圧着して、積層フィルムを得た。この積層フィルム間の接着強度を上記した方法で測定したところ、熱圧着温度が280℃の場合には0.2kgf/cm、290℃の場合には0.3kgf/cm、300℃の場合には0.6kgf/cmであった。
実施例2で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルム3の2枚を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用い、加熱盤を所定の温度(280℃、290℃、300℃の3通り)に設定し、3MPaの圧力で10分間加熱圧着して、積層フィルムを得た。この積層フィルム間の接着強度を上記した方法で測定したところ、熱圧着温度が280℃の場合には0.2kgf/cm、290℃の場合には0.5kgf/cm、300℃の場合には0.8kgf/cmであった。
比較例1で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムC1の2枚を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用い、加熱盤を所定の温度(280℃、290℃、300℃の3通り)に設定し、3MPaの圧力で10分間加熱圧着して、積層フィルムを得た。この積層フィルム間の接着強度を上記した方法で測定したところ、熱圧着温度が280℃の場合には0.1kgf/cm、290℃の場合には0.1kgf/cm、300℃の場合には0.2kgf/cmであった。
実施例1で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と比較例1で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムC1を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用い、加熱盤を所定の温度(280℃、290℃、300℃の3通り)に設定し、3MPaの圧力で10分間加熱圧着して、積層フィルムを得た。この積層フィルム間の接着強度を上記した方法で測定したところ、熱圧着温度が280℃の場合には0.2kgf/cm、290℃の場合には0.3kgf/cm、300℃の場合には0.6kgf/cmであった。
実施例2で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルム3と比較例1で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムC1を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用い、加熱盤を所定の温度(280℃、290℃、300℃の3通り)に設定し、3MPaの圧力で10分間加熱圧着して、積層フィルムを得た。この積層フィルム間の接着強度を上記した方法で測定したところ、熱圧着温度が280℃の場合には0.2kgf/cm、290℃の場合には0.3kgf/cm、300℃の場合には0.6kgf/cmであった。
比較例1で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルムC1の両面に厚さ18μmの電解銅箔を重ね合わせ、真空熱プレス装置を用い、加熱盤を300℃に設定し、4MPaの圧力で10分間熱圧着して、熱可塑性液晶ポリマーフィルムC1の両面に銅箔が積層されてなる両面金属張積層体を得た。この両面金属張積層体の1方の面の銅箔層をエッチングして、格子状の回路パターンを形成した。この回路パターンに予め基準点と標点を付け、3次元測定装置(株式会社ミツトヨ製)を使用して基準点と標点の距離(L1)を測定した後、実施例1で得られた熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を回路パターン上に重ね、さらに厚さ18μmの電解銅箔を重ねて、加熱盤を300℃に設定し、3MPaの圧力で10分間熱圧着して、格子状の回路パターンが熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と電解銅箔でカバーされてなる積層体(多層回路基板)を得た。電解銅箔と熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の層を削り取り、回路パターンを露出させて、再度基準点と標点の距離(L2)を測定した。
(L1−L2)/L1×100 で算出される回路パターンの位置ズレは0.02%であった。
実施例9において、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2に代えて熱可塑性液晶ポリマーフィルム3を使用したこと以外は実施例9と同様の操作を行い、格子状の回路パターンが熱可塑性液晶ポリマーフィルム3と電解銅箔でカバーされてなる積層体(多層回路基板)を得た。電解銅箔と熱可塑性液晶ポリマーフィルム3の層を削り取り、回路パターンを露出させて、回路パターンに設けた基準点と標点の距離(L2)を測定した。
(L1−L2)/L1×100 で算出される回路パターンの位置ズレは0.02%であった。
実施例9において、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2に代えて熱可塑性液晶ポリマーフィルムC1を使用し、かつ熱圧着時の温度を300℃から305℃に変更したこと以外は実施例9と同様の操作を行い、格子状の回路パターンが熱可塑性液晶ポリマーフィルムC1と電解銅箔でカバーされてなる積層体を得た。電解銅箔と熱可塑性液晶ポリマーフィルムC1の層を削り取り、回路パターンを露出させて、回路パターンに設けた基準点と標点の距離(L2)を測定した。
(L1−L2)/L1×100 で算出される回路パターンの位置ズレは0.50%であった。
F2:他の熱可塑性ポリマーフィルム
F3,F4:従来の熱可塑性液晶ポリマーフィルム
MF:金属箔
CB1:本発明の回路基板
CB3:本発明の多層構造の回路基板
TD1:変曲開始点温度
TDmax:最大圧縮熱変形温度
TD2:Tdmaxよりも10℃低い温度
Claims (12)
- 光学的異方性の溶融相を形成し得るポリマーからなるフィルム(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、
0.05MPaの圧縮荷重下、10℃/分の昇温速度で測定して得られる、フィルムの厚さ〜温度曲線における勾配の変曲開始点の温度をTD1、同フィルムの厚さ〜温度曲線における勾配の絶対値が最大になる温度TDmaxよりも10℃低い温度をTD2としたとき、これらが以下の条件を満足する熱可塑性液晶ポリマーフィルム。
TD2−TD1≧60 - 上記したフィルムの厚さ〜温度曲線における、室温から上記の温度TD1までの温度範囲でのフィルムの厚さの温度に対する変化率(TDE1)と、上記の温度TD1から上記の温度TD2までの温度範囲でのフィルムの厚さの温度に対する変化率(TDE2)との比が、以下の関係を満足する請求項1記載の熱可塑性液晶ポリマーフィルム。
2≦TDE2/TDE1≦20 - 熱可塑性液晶ポリマーフィルムの分子配向度SORが1.05以下である請求項1または2に記載のフィルム。
- 少なくとも1層が請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱可塑性液晶ポリマーフィルムから構成されている多層フィルム。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載された熱可塑性液晶ポリマーフィルムを絶縁層として有する回路基板。
- 請求項4に記載された多層フィルムを絶縁層として有する回路基板。
- 多層構造である請求項5または6に記載の回路基板。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載された熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属箔をTD1〜TD2の範囲の温度で熱圧着することからなる回路基板の製造方法。
- 請求項4の多層フィルムと金属箔をTD1〜TD2の範囲の温度で熱圧着することからなる回路基板の製造方法。
- 熱圧着温度がTD1+20℃〜TD2の範囲内である請求項8または9に記載の回路基板の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載された熱可塑性液晶ポリマーフィルム同士、または請求項1〜3のいずれか1項に記載された熱可塑性液晶ポリマーフィルムと他の熱可塑性ポリマーからなるフィルムをTD1〜TD2の範囲の温度で熱圧着することからなる多層フィルムの製造方法。
- 熱圧着温度がTD1+20℃〜TD2の範囲内である請求項11に記載の多層フィルムの製造方法。
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