JP2013048155A - Method for manufacturing metal base substrate and method for manufacturing liquid crystal polyester film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱伝導性と耐電圧性に優れた金属ベース基板及び液晶ポリエステルフィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a metal base substrate excellent in thermal conductivity and voltage resistance and a method for producing a liquid crystal polyester film.
近年、パワートランジスタやハイブリッドIC等の電子部品で高密度実装化が進んでいるのに対応して、これら電子部品の動作を安定させることを目的とし、これら電子部品で発生した熱の拡散、すなわち放熱を効率的に行うための、金属ベース基板や放熱フィルム等の放熱材の開発が進められている。 In response to the recent progress in high-density mounting of electronic components such as power transistors and hybrid ICs, the purpose of stabilizing the operation of these electronic components is to diffuse the heat generated by these electronic components, Development of heat dissipation materials such as metal base substrates and heat dissipation films for efficient heat dissipation is underway.
前記金属ベース基板は、電子部品の実装時に用いられるものであり、金属層と導電箔との間に、これらを電気的に絶縁するための、熱伝導性を有する絶縁層が設けられたものである。また、前記放熱フィルムは、電子部品から放熱フィン等の放熱部品に熱伝導させるために、これらの間に設けられるものである。 The metal base substrate is used when electronic components are mounted, and an insulating layer having thermal conductivity is provided between the metal layer and the conductive foil to electrically insulate them. is there. The heat dissipation film is provided between the electronic component and the heat dissipation component such as a heat dissipation fin in order to conduct heat.
金属ベース基板は、例えば、導電箔上に絶縁層を設け、絶縁層上に金属層を重ねてプレスすることにより製造できる。放熱フィルムも同様に製造でき、例えば、一方の基材上に絶縁層を設け、絶縁層上に他方の基材を重ねてプレスして、絶縁層を放熱フィルムとした後、両面の基材を除去することにより製造できる。 The metal base substrate can be manufactured, for example, by providing an insulating layer on a conductive foil, and overlapping and pressing the metal layer on the insulating layer. A heat dissipation film can be manufactured in the same manner. For example, an insulating layer is provided on one base material, the other base material is stacked on the insulating layer and pressed, and the insulating layer is used as a heat dissipation film. It can manufacture by removing.
一方、前記絶縁層及び放熱フィルム(以下、これらをまとめて「絶縁層等」という。)としては、同様のものを用いることができ、例えば、熱伝導充填材として窒化ホウ素や酸化アルミニウムを含むシリコーンゴム及びエポキシ樹脂等が提案されている(特許文献1参照)。また、樹脂成分として液晶ポリエステルを用いることで、エポキシ樹脂等の汎用樹脂を用いた場合よりも、熱伝導率を向上させることが提案されている(特許文献2参照)。 On the other hand, as the insulating layer and the heat dissipation film (hereinafter collectively referred to as “insulating layer etc.”), the same materials can be used, for example, silicone containing boron nitride or aluminum oxide as a heat conductive filler. Rubber, epoxy resin, and the like have been proposed (see Patent Document 1). In addition, it has been proposed to improve the thermal conductivity by using liquid crystal polyester as a resin component as compared with the case of using a general-purpose resin such as an epoxy resin (see Patent Document 2).
しかし、特許文献1及び2に記載のように、絶縁層等が熱伝導充填材を含む場合には、金属ベース基板や放熱フィルムの製造時に、上記のようなプレス工程で高い圧力が必要になるという問題点があった。プレス工程での圧力が低いと、絶縁層等の熱伝導性や耐電圧性が低下して、放熱性や信頼性が低下してしまうからである。また、プレス工程での圧力が高い場合、金属ベース基板や放熱フィルムの生産性が低くなってしまうという問題点があった。そこで、放熱効果が高い放熱フィルムとして、熱伝導充填材を含む液晶ポリエステルフィルムや、このようなフィルムを絶縁層として備えた金属ベース基板について、プレス工程での圧力を低くして製造する方法の開発が望まれていた。
However, as described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プレス工程での圧力が低くても、熱伝導性と耐電圧性に優れた液晶ポリエステルフィルム及びこれを備えた金属ベース基板を製造できる製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can manufacture a liquid crystal polyester film excellent in thermal conductivity and voltage resistance and a metal base substrate having the same even if the pressure in the pressing process is low. It is an object to provide a method.
上記課題を解決するため、
本発明は、液晶ポリエステル及び熱伝導充填材を含有する絶縁層、導電箔並びに金属層を備えた金属ベース基板の製造方法であって、前記液晶ポリエステル、熱伝導充填材及び溶媒を含有し、前記液晶ポリエステル及び熱伝導充填材の合計含有量に占める熱伝導充填材の割合が50〜80体積%である液晶ポリエステル液状組成物を、前記導電箔上に塗布し、塗布した前記液状組成物から溶媒を除去して液晶ポリエステル含有層を形成する乾燥工程と、前記導電箔及び液晶ポリエステル含有層をプレスする第一プレス工程と、前記第一プレス工程後の前記液晶ポリエステル含有層を加熱処理して、前記導電箔上に絶縁層を形成する加熱処理工程と、加熱プレスにより、前記絶縁層上に金属層を設ける第二プレス工程と、を有することを特徴とする金属ベース基板の製造方法を提供する。
本発明の金属ベース基板の製造方法においては、前記第一プレス工程におけるプレスが、60〜250℃での加熱プレスであることが好ましい。
本発明の金属ベース基板の製造方法においては、前記液晶ポリエステル含有層の溶媒含有量が5〜15質量%であることが好ましい。
本発明の金属ベース基板の製造方法においては、前記熱伝導充填材が、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素からなる群から選択される一種以上であることが好ましい。
本発明の金属ベース基板の製造方法においては、前記液晶ポリエステルが、下記一般式(1)、(2)及び(3)で表される繰返し単位を有することが好ましい。
(1)−O−Ar1−CO−
(2)−CO−Ar2−CO−
(3)−X−Ar3−Y−
(式中、Ar1は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基であり;Ar2及びAr3は、それぞれ独立にフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記一般式(4)で表される基であり;X及びYは、それぞれ独立に酸素原子又はイミノ基であり;前記Ar1、Ar2及びAr3中の一つ以上の水素原子は、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。)
(4)−Ar4−Z−Ar5−
(式中、Ar4及びAr5は、それぞれ独立にフェニレン基又はナフチレン基であり;Zは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基である。)
本発明の金属ベース基板の製造方法においては、前記液晶ポリエステルが、これを構成する全繰返し単位の合計量に対して、前記一般式(1)で表される繰返し単位を30〜80モル%、前記一般式(2)で表される繰返し単位を10〜35モル%、前記一般式(3)で表される繰返し単位を10〜35モル%有することが好ましい。
本発明の金属ベース基板の製造方法においては、前記一般式(3)において、X及び/又はYがイミノ基であることが好ましい。
また、本発明は、熱伝導充填材を含有する液晶ポリエステルフィルムの製造方法であって、液晶ポリエステル、熱伝導充填材及び溶媒を含有し、前記液晶ポリエステル及び熱伝導充填材の合計含有量に占める熱伝導充填材の割合が50〜80体積%である液晶ポリエステル液状組成物を、第一の耐熱性基材上に塗布し、塗布した前記液状組成物から溶媒を除去して液晶ポリエステル含有層を形成する乾燥工程と、前記第一の耐熱性基材及び液晶ポリエステル含有層をプレスする第一プレス工程と、前記第一プレス工程後の前記液晶ポリエステル含有層を加熱処理して、前記第一の耐熱性基材上に液晶ポリエステルフィルムを形成する加熱処理工程と、加熱プレスにより、前記液晶ポリエステルフィルム上に第二の耐熱性基材を設ける第二プレス工程と、前記第一及び第二の耐熱性基材を除去して、液晶ポリエステルフィルムを得るフィルム化工程と、を有することを特徴とする液晶ポリエステルフィルムの製造方法を提供する。
To solve the above problem,
The present invention is a method for producing a metal base substrate comprising a liquid crystal polyester and a heat conductive filler, an insulating layer, a conductive foil, and a metal layer, comprising the liquid crystal polyester, the heat conductive filler and a solvent, A liquid crystal polyester liquid composition in which the ratio of the heat conductive filler to the total content of the liquid crystal polyester and the heat conductive filler is 50 to 80% by volume is applied onto the conductive foil, and the solvent is removed from the applied liquid composition. Removing the film and forming a liquid crystal polyester-containing layer, a first press step of pressing the conductive foil and the liquid crystal polyester-containing layer, and heat-treating the liquid crystal polyester-containing layer after the first press step, A heat treatment step of forming an insulating layer on the conductive foil; and a second pressing step of providing a metal layer on the insulating layer by a heat press. It provides a method for producing a metal-based substrate that.
In the manufacturing method of the metal base substrate of this invention, it is preferable that the press in said 1st press process is a heat press at 60-250 degreeC.
In the manufacturing method of the metal base substrate of this invention, it is preferable that the solvent content of the said liquid-crystal polyester content layer is 5-15 mass%.
In the metal base substrate manufacturing method of the present invention, it is preferable that the heat conductive filler is at least one selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum nitride, and boron nitride.
In the manufacturing method of the metal base substrate of this invention, it is preferable that the said liquid crystalline polyester has a repeating unit represented by following General formula (1), (2) and (3).
(1) —O—Ar 1 —CO—
(2) —CO—Ar 2 —CO—
(3) -X-Ar 3 -Y-
(In the formula, Ar 1 is a phenylene group, a naphthylene group or a biphenylylene group; Ar 2 and Ar 3 are each independently a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylylene group or a group represented by the following general formula (4): Yes; X and Y are each independently an oxygen atom or imino group; one or more hydrogen atoms in Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are each independently substituted with a halogen atom, an alkyl group or an aryl group May be.)
(4) -Ar 4 -Z-Ar 5-
(In the formula, Ar 4 and Ar 5 are each independently a phenylene group or a naphthylene group; Z is an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, a sulfonyl group, or an alkylidene group.)
In the method for producing a metal base substrate of the present invention, the liquid crystalline polyester comprises 30 to 80 mol% of the repeating unit represented by the general formula (1) with respect to the total amount of all repeating units constituting the liquid crystal polyester. It is preferable to have 10 to 35 mol% of the repeating unit represented by the general formula (2) and 10 to 35 mol% of the repeating unit represented by the general formula (3).
In the method for producing a metal base substrate of the present invention, in the general formula (3), X and / or Y are preferably imino groups.
Moreover, this invention is a manufacturing method of the liquid crystalline polyester film containing a heat conductive filler, Comprising: Liquid crystal polyester, a heat conductive filler, and a solvent, It occupies for the total content of the said liquid crystal polyester and a heat conductive filler. A liquid crystal polyester liquid composition having a heat conductive filler ratio of 50 to 80% by volume is applied onto the first heat-resistant substrate, and the solvent is removed from the applied liquid composition to form a liquid crystal polyester-containing layer. A drying step to form, a first press step for pressing the first heat-resistant substrate and the liquid crystal polyester-containing layer, and heat treatment of the liquid crystal polyester-containing layer after the first press step, A heat treatment process for forming a liquid crystal polyester film on a heat resistant substrate and a second pre-treatment in which a second heat resistant substrate is provided on the liquid crystal polyester film by a heat press. A step, and removing the first and second heat-resistant base member, to provide a manufacturing method of a liquid crystal polyester film and having a film step to obtain a liquid crystal polyester film, a.
本発明によれば、プレス工程での圧力が低くても、熱伝導性と耐電圧性に優れた液晶ポリエステルフィルム及びこれを備えた金属ベース基板を製造できる製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the pressure in a press process is low, the manufacturing method which can manufacture the liquid crystalline polyester film excellent in heat conductivity and withstand voltage property, and a metal base substrate provided with the same can be provided.
<金属ベース基板の製造方法>
本発明に係る金属ベース基板の製造方法は、液晶ポリエステル及び熱伝導充填材を含有する絶縁層、導電箔並びに金属層を備えた金属ベース基板の製造方法であって、前記液晶ポリエステル、熱伝導充填材及び溶媒を含有し、前記液晶ポリエステル及び熱伝導充填材の合計含有量に占める熱伝導充填材の割合が50〜80体積%である液晶ポリエステル液状組成物を、前記導電箔上に塗布し、塗布した前記液状組成物から溶媒を除去して液晶ポリエステル含有層を形成する乾燥工程と、前記導電箔及び液晶ポリエステル含有層をプレスする第一プレス工程と、前記第一プレス工程後の前記液晶ポリエステル含有層を加熱処理して、前記導電箔上に絶縁層を形成する加熱処理工程と、加熱プレスにより、前記絶縁層上に金属層を設ける第二プレス工程と、を有することを特徴とする。プレス工程を二回行い、それぞれのプレス工程での圧力を低くすることで、熱伝導性と耐電圧性に優れた金属ベース基板が得られる。
以下、図面を参照しながら、本発明について工程ごとに詳細に説明する。なお、本明細書において「フィルム」とは、特に断りの無い限り、極薄のフィルムから肉厚のシートまでを包含するものとする。
<Production method of metal base substrate>
A method of manufacturing a metal base substrate according to the present invention is a method of manufacturing a metal base substrate including a liquid crystal polyester and a heat conductive filler, an insulating layer, a conductive foil, and a metal layer. A liquid crystal polyester liquid composition containing a material and a solvent and having a ratio of the heat conductive filler to the total content of the liquid crystal polyester and the heat conductive filler of 50 to 80% by volume is applied onto the conductive foil, A drying step of removing the solvent from the applied liquid composition to form a liquid crystal polyester-containing layer, a first press step of pressing the conductive foil and the liquid crystal polyester-containing layer, and the liquid crystal polyester after the first press step A heat treatment step of heat-treating the containing layer to form an insulating layer on the conductive foil, and a second pre-treatment in which a metal layer is provided on the insulating layer by a heat press. And having a step. By performing the pressing process twice and lowering the pressure in each pressing process, a metal base substrate excellent in thermal conductivity and voltage resistance can be obtained.
Hereinafter, the present invention will be described in detail for each step with reference to the drawings. In the present specification, the “film” includes a very thin film to a thick sheet unless otherwise specified.
図1は、金属ベース基板を例示する概略断面図である。
ここに示す金属ベース基板1は、基材である金属層11上に、絶縁層12及び導電箔13がこの順に積層されたものである。
以下、本発明に係る金属ベース基板1の製造方法について、図2を参照しながら説明する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a metal base substrate.
In the
Hereinafter, the manufacturing method of the metal base board |
[乾燥工程]
前記乾燥工程においては、液晶ポリエステル液状組成物を導電箔13上に塗布し、塗布した前記液状組成物から溶媒を除去して、図2(a)に示すように、液晶ポリエステル含有層12’を形成する。
前記液状組成物の塗布後の厚さは、後述する絶縁層12の厚さを考慮して、適宜調節すればよい。
[Drying process]
In the drying step, the liquid crystal polyester liquid composition is applied onto the
What is necessary is just to adjust the thickness after application | coating of the said liquid composition suitably considering the thickness of the insulating
導電箔13は、例えば、回路の配線パターンを形成するものであり、材料の取扱いが容易で、簡便に形成でき、経済性にも優れる点から、金属箔が好ましく、その材質は銅、アルミニウム、銀又はこれらから選択される一種以上の金属を含む合金であることが好ましく、銅又は銅合金であることがより好ましい。
導電箔13の厚さは、15〜500μmであることが好ましい。
The
The thickness of the
前記液状組成物は、液晶ポリエステル、熱伝導充填材及び溶媒を含有するものであり、液晶ポリエステルは溶媒に溶解していることが好ましい。 The liquid composition contains liquid crystal polyester, a heat conductive filler and a solvent, and the liquid crystal polyester is preferably dissolved in the solvent.
前記液状組成物中の液晶ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示す液晶ポリエステルであり、450℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。なお、液晶ポリエステルは、液晶ポリエステルアミドであってもよいし、液晶ポリエステルエーテルであってもよいし、液晶ポリエステルカーボネートであってもよいし、液晶ポリエステルイミドであってもよい。液晶ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。 The liquid crystalline polyester in the liquid composition is a liquid crystalline polyester exhibiting liquid crystallinity in a molten state, and is preferably melted at a temperature of 450 ° C. or lower. The liquid crystal polyester may be a liquid crystal polyester amide, a liquid crystal polyester ether, a liquid crystal polyester carbonate, or a liquid crystal polyester imide. The liquid crystal polyester is preferably a wholly aromatic liquid crystal polyester using only an aromatic compound as a raw material monomer.
液晶ポリエステルの典型的な例としては、
(I)芳香族ヒドロキシカルボン酸と、芳香族ジカルボン酸と、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を重合(重縮合)させてなるもの、
(II)複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合させてなるもの、
(III)芳香族ジカルボン酸と、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を重合させてなるもの、
(IV)ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルと、芳香族ヒドロキシカルボン酸と、を重合させてなるもの
が挙げられる。ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、その一部又は全部に代えて、その重合可能な誘導体が用いられてもよい。
As a typical example of liquid crystal polyester,
(I) An aromatic hydroxycarboxylic acid, an aromatic dicarboxylic acid, and at least one compound selected from the group consisting of an aromatic diol, an aromatic hydroxyamine, and an aromatic diamine are polymerized (polycondensed). thing,
(II) a polymer obtained by polymerizing plural kinds of aromatic hydroxycarboxylic acids,
(III) A polymer obtained by polymerizing an aromatic dicarboxylic acid and at least one compound selected from the group consisting of an aromatic diol, an aromatic hydroxyamine and an aromatic diamine,
(IV) What polymerizes polyester, such as a polyethylene terephthalate, and aromatic hydroxycarboxylic acid is mentioned. Here, the aromatic hydroxycarboxylic acid, the aromatic dicarboxylic acid, the aromatic diol, the aromatic hydroxyamine, and the aromatic diamine are each independently replaced with a part or all of the polymerizable derivative. Also good.
芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸のようなカルボキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシル基をアルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの(エステル)、カルボキシル基をハロホルミル基に変換してなるもの(酸ハロゲン化物)、及びカルボキシル基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの(酸無水物)が挙げられる。
芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオール及び芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。
芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンのようなアミノ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。
Examples of polymerizable derivatives of a compound having a carboxyl group such as aromatic hydroxycarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid include those obtained by converting a carboxyl group into an alkoxycarbonyl group or an aryloxycarbonyl group (ester), carboxyl Examples include those obtained by converting a group into a haloformyl group (acid halide), and those obtained by converting a carboxyl group into an acyloxycarbonyl group (acid anhydride).
Examples of polymerizable derivatives of hydroxyl group-containing compounds such as aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic diols and aromatic hydroxyamines include those obtained by acylating hydroxyl groups and converting them to acyloxyl groups (acylated products) ).
Examples of polymerizable derivatives of amino group-containing compounds such as aromatic hydroxyamines and aromatic diamines include those obtained by acylating an amino group and converting it to an acylamino group (acylated product).
液晶ポリエステルは、下記一般式(1)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(1)」ということがある。)を有することが好ましく、繰返し単位(1)と、下記一般式(2)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(2)」ということがある。)と、下記一般式(3)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(3)」ということがある。)とを有することがより好ましい。 The liquid crystalline polyester preferably has a repeating unit represented by the following general formula (1) (hereinafter sometimes referred to as “repeating unit (1)”). The repeating unit (1) and the following general formula (2) ) (Hereinafter sometimes referred to as “repeat unit (2)”) and a repeat unit represented by the following general formula (3) (hereinafter referred to as “repeat unit (3)”). More preferably).
(1)−O−Ar1−CO−
(2)−CO−Ar2−CO−
(3)−X−Ar3−Y−
(式中、Ar1は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基であり;Ar2及びAr3は、それぞれ独立にフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記一般式(4)で表される基であり;X及びYは、それぞれ独立に酸素原子又はイミノ基であり;前記Ar1、Ar2及びAr3中の一つ以上の水素原子は、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。)
(4)−Ar4−Z−Ar5−
(式中、Ar4及びAr5は、それぞれ独立にフェニレン基又はナフチレン基であり;Zは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基である。)
(1) —O—Ar 1 —CO—
(2) —CO—Ar 2 —CO—
(3) -X-Ar 3 -Y-
(In the formula, Ar 1 is a phenylene group, a naphthylene group or a biphenylylene group; Ar 2 and Ar 3 are each independently a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylylene group or a group represented by the following general formula (4): Yes; X and Y are each independently an oxygen atom or imino group; one or more hydrogen atoms in Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are each independently substituted with a halogen atom, an alkyl group or an aryl group May be.)
(4) -Ar 4 -Z-Ar 5-
(In the formula, Ar 4 and Ar 5 are each independently a phenylene group or a naphthylene group; Z is an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, a sulfonyl group, or an alkylidene group.)
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、n−ノニル基及びn−デシル基が挙げられ、その炭素数は、1〜10であることが好ましい。
前記アリール基の例としては、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、1−ナフチル基及び2−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、6〜20であることが好ましい。
前記水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、Ar1、Ar2又はAr3で表される前記基毎に、それぞれ独立に2個以下であることが好ましく、1個であることがより好ましい。
As said halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom are mentioned.
Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, An n-heptyl group, a 2-ethylhexyl group, an n-octyl group, an n-nonyl group, and an n-decyl group may be mentioned, and the number of carbon atoms is preferably 1-10.
Examples of the aryl group include a phenyl group, an o-tolyl group, an m-tolyl group, a p-tolyl group, a 1-naphthyl group, and a 2-naphthyl group, and the carbon number thereof is 6 to 20. Is preferred.
When the hydrogen atom is substituted with these groups, the number is preferably 2 or less independently for each of the groups represented by Ar 1 , Ar 2 or Ar 3. More preferably.
前記アルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、n−ブチリデン基及び2−エチルヘキシリデン基が挙げられ、その炭素数は1〜10であることが好ましい。 Examples of the alkylidene group include a methylene group, an ethylidene group, an isopropylidene group, an n-butylidene group, and a 2-ethylhexylidene group, and preferably have 1 to 10 carbon atoms.
繰返し単位(1)は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位(1)としては、Ar1が1,4−フェニレン基であるもの(p−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位)、及びAr1が2,6−ナフチレン基であるもの(6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸に由来する繰返し単位)が好ましい。 The repeating unit (1) is a repeating unit derived from a predetermined aromatic hydroxycarboxylic acid. As repeating unit (1), Ar 1 is a 1,4-phenylene group (repeating unit derived from p-hydroxybenzoic acid), and Ar 1 is a 2,6-naphthylene group (6-hydroxy). Preferred is a repeating unit derived from 2-naphthoic acid.
繰返し単位(2)は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位(2)としては、Ar2が1,4−フェニレン基であるもの(テレフタル酸に由来する繰返し単位)、Ar2が1,3−フェニレン基であるもの(イソフタル酸に由来する繰返し単位)、Ar2が2,6−ナフチレン基であるもの(2,6−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位)、及びAr2がジフェニルエ−テル−4,4’−ジイル基であるもの(ジフェニルエ−テル−4,4’−ジカルボン酸に由来する繰返し単位)が好ましい。 The repeating unit (2) is a repeating unit derived from a predetermined aromatic dicarboxylic acid. As the repeating unit (2), Ar 2 is a 1,4-phenylene group (repeating unit derived from terephthalic acid), Ar 2 is a 1,3-phenylene group (repeating unit derived from isophthalic acid) ), Ar 2 is a 2,6-naphthylene group (repeating unit derived from 2,6-naphthalenedicarboxylic acid), and Ar 2 is a diphenyl ether-4,4′-diyl group (diphenyl) Preferred is a repeating unit derived from ether-4,4′-dicarboxylic acid).
繰返し単位(3)は、所定の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミン又は芳香族ジアミンに由来する繰返し単位である。繰返し単位(3)としては、Ar3が1,4−フェニレン基であるもの(ヒドロキノン、p−アミノフェノール又はp−フェニレンジアミンに由来する繰返し単位)、及びAr3が4,4’−ビフェニリレン基であるもの(4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4−アミノ−4’−ヒドロキシビフェニル又は4,4’−ジアミノビフェニルに由来する繰返し単位)が好ましい。 The repeating unit (3) is a repeating unit derived from a predetermined aromatic diol, aromatic hydroxylamine or aromatic diamine. As the repeating unit (3), Ar 3 is a 1,4-phenylene group (a repeating unit derived from hydroquinone, p-aminophenol or p-phenylenediamine), and Ar 3 is a 4,4′-biphenylylene group. (Repeating unit derived from 4,4′-dihydroxybiphenyl, 4-amino-4′-hydroxybiphenyl or 4,4′-diaminobiphenyl) is preferred.
繰返し単位(1)の含有量は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量(液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量をその各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量(モル)を求め、それらを合計した値)に対して、好ましくは30モル%以上、より好ましくは30〜80モル%、さらに好ましくは30〜60モル%、特に好ましくは30〜40モル%である。
繰返し単位(2)の含有量は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは35モル%以下、より好ましくは10〜35モル%、さらに好ましくは20〜35モル%、特に好ましくは30〜35モル%である。
繰返し単位(3)の含有量は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは35モル%以下、より好ましくは10〜35モル%、さらに好ましくは20〜35モル%、特に好ましくは30〜35モル%である。
繰返し単位(1)の含有量が多いほど、耐熱性や強度・剛性が向上し易いが、あまり多いと、溶媒に対する溶解性が低くなり易い。
The content of the repeating unit (1) is the total amount of all repeating units constituting the liquid crystal polyester (the substance of each repeating unit is obtained by dividing the mass of each repeating unit constituting the liquid crystal polyester by the formula weight of each repeating unit). The equivalent amount (mole) is obtained, and the sum of these is preferably 30 mol% or more, more preferably 30 to 80 mol%, still more preferably 30 to 60 mol%, and particularly preferably 30 to 40 mol%. Mol%.
The content of the repeating unit (2) is preferably 35 mol% or less, more preferably 10 to 35 mol%, still more preferably 20 to 35 mol%, based on the total amount of all repeating units constituting the liquid crystal polyester. Most preferably, it is 30-35 mol%.
The content of the repeating unit (3) is preferably 35 mol% or less, more preferably 10 to 35 mol%, still more preferably 20 to 35 mol%, based on the total amount of all repeating units constituting the liquid crystal polyester. Most preferably, it is 30-35 mol%.
As the content of the repeating unit (1) is increased, the heat resistance, strength and rigidity are likely to be improved. However, if the content is too large, the solubility in a solvent is likely to be lowered.
繰返し単位(2)の含有量と繰返し単位(3)の含有量との割合は、[繰返し単位(2)の含有量]/[繰返し単位(3)の含有量](モル/モル)で表して、好ましくは0.9/1〜1/0.9、より好ましくは0.95/1〜1/0.95、さらに好ましくは0.98/1〜1/0.98である。 The ratio between the content of the repeating unit (2) and the content of the repeating unit (3) is expressed as [content of repeating unit (2)] / [content of repeating unit (3)] (mol / mol). The ratio is preferably 0.9 / 1 to 1 / 0.9, more preferably 0.95 / 1 to 1 / 0.95, and still more preferably 0.98 / 1 to 1 / 0.98.
なお、液晶ポリエステルは、繰返し単位(1)〜(3)を、それぞれ独立に二種以上有してもよい。また、液晶ポリエステルは、繰返し単位(1)〜(3)以外の繰返し単位を有してもよいが、その含有量は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは10モル%以下、より好ましくは5モル%以下である。 In addition, liquid crystalline polyester may have 2 or more types of repeating units (1)-(3) each independently. The liquid crystal polyester may have a repeating unit other than the repeating units (1) to (3), and the content thereof is preferably 10 with respect to the total amount of all repeating units constituting the liquid crystal polyester. The mol% or less, more preferably 5 mol% or less.
液晶ポリエステルは、繰返し単位(3)として、X及び/又はYがイミノ基(−NH−)であるものを有すること、すなわち、所定の芳香族ヒドロキシルアミンに由来する繰返し単位及び/又は芳香族ジアミンに由来する繰返し単位を有することが好ましく、繰返し単位(3)として、X及び/又はYがイミノ基であるもののみを有することがより好ましい。このようにすることで、液晶ポリエステルは溶媒に対する溶解性がより優れたものとなる。 The liquid crystalline polyester has a repeating unit (3) in which X and / or Y is an imino group (—NH—), that is, a repeating unit derived from a predetermined aromatic hydroxylamine and / or an aromatic diamine. It is preferable that the repeating unit (3) has only those in which X and / or Y is an imino group. By doing in this way, liquid crystalline polyester becomes the thing which was more excellent in the solubility with respect to a solvent.
液晶ポリエステルは、これを構成する繰返し単位に対応する原料モノマーを溶融重合させ、得られた重合物(プレポリマー)を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性や強度・剛性が高い高分子量の液晶ポリエステルを操作性良く製造することができる。溶融重合は、触媒の存在下で行ってもよく、この場合の触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモン等の金属化合物や、4−(ジメチルアミノ)ピリジン、1−メチルイミダゾール等の含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。 The liquid crystal polyester is preferably produced by melt polymerization of raw material monomers corresponding to the repeating units constituting the liquid crystal polyester and solid-phase polymerization of the obtained polymer (prepolymer). Thereby, high molecular weight liquid crystal polyester having high heat resistance, strength and rigidity can be produced with good operability. Melt polymerization may be carried out in the presence of a catalyst. Examples of the catalyst in this case include metals such as magnesium acetate, stannous acetate, tetrabutyl titanate, lead acetate, sodium acetate, potassium acetate, and antimony trioxide. Compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds such as 4- (dimethylamino) pyridine, 1-methylimidazole and the like can be mentioned, and nitrogen-containing heterocyclic compounds are preferably used.
液晶ポリエステルは、その流動開始温度が、好ましくは250℃以上、より好ましくは250℃〜350℃、さらに好ましくは260℃〜330℃である。流動開始温度が高いほど、耐熱性や強度・剛性が向上し易いが、高過ぎると、溶媒に対する溶解性が低くなり易かったり、後述する液状組成物の粘度が高くなり易かったりする。 The liquid crystal polyester has a flow initiation temperature of preferably 250 ° C. or higher, more preferably 250 ° C. to 350 ° C., and still more preferably 260 ° C. to 330 ° C. As the flow start temperature is higher, the heat resistance, strength and rigidity are more likely to be improved. However, if the flow start temperature is too high, the solubility in a solvent tends to be low, and the viscosity of the liquid composition described later tends to be high.
なお、流動開始温度は、フロー温度又は流動温度とも呼ばれ、毛細管レオメーターを用いて、9.8MPa(100kg/cm2)の荷重下、4℃/分の速度で昇温しながら、液晶ポリエステルを溶融させ、内径1mm及び長さ10mmのノズルから押し出すときに、4800Pa・s(48000ポイズ)の粘度を示す温度であり、液晶ポリエステルの分子量の目安となるものである(小出直之編、「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」、株式会社シーエムシー、1987年6月5日、p.95参照)。 The flow start temperature is also called flow temperature or flow temperature, and the temperature is raised at a rate of 4 ° C./min under a load of 9.8 MPa (100 kg / cm 2 ) using a capillary rheometer while liquid crystal polyester is used. Is a temperature showing a viscosity of 4800 Pa · s (48000 poise) when extruded from a nozzle having an inner diameter of 1 mm and a length of 10 mm, and is a measure of the molecular weight of the liquid crystalline polyester (Naide Koide, “ “Liquid Crystal Polymer—Synthesis / Molding / Application—”, CMC Co., Ltd., June 5, 1987, p. 95).
前記液状組成物中の熱伝導充填材としては、熱伝導率が好ましくは10W/(m・K)以上、より好ましくは30W/(m・K)以上であるものが挙げられ、金属酸化物、金属窒化物及び金属炭化物からなる群から選択される一種以上の化合物が例示できる。
なかでも、前記熱伝導充填材は、周期律表第II、III及びIV属のそれぞれ第7列までの元素の酸化物、窒化物並びに炭化物から選択することが好ましく、具体的には、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化トリウム、酸化亜鉛、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素等が例示でき、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素がより好ましく、熱伝導性に優れる点から窒化ホウ素が特に好ましい。
前記熱伝導充填材は、粉末状であることが好ましい。
Examples of the thermally conductive filler in the liquid composition include those having a thermal conductivity of preferably 10 W / (m · K) or more, more preferably 30 W / (m · K) or more. One or more compounds selected from the group consisting of metal nitrides and metal carbides can be exemplified.
Among them, the thermal conductive filler is preferably selected from oxides, nitrides and carbides of elements up to the seventh column of each of the II, III and IV groups of the periodic table, and specifically, beryllium oxide. , Magnesium oxide, aluminum oxide, thorium oxide, zinc oxide, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide and the like. Aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride are more preferable, and boron nitride is excellent in thermal conductivity. Is particularly preferred.
The heat conductive filler is preferably in the form of powder.
前記液状組成物において、液晶ポリエステル及び熱伝導充填材の合計含有量に占める熱伝導充填材の割合は、23℃等の常温において50〜80体積%、好ましくは60〜70体積%である。下限値以上とすることで、後述する絶縁層が十分な熱伝導性を有するものとなり、上限値以下とすることで、絶縁層が十分な強度を有するものとなる。 In the liquid composition, the ratio of the heat conductive filler to the total content of the liquid crystal polyester and the heat conductive filler is 50 to 80% by volume, preferably 60 to 70% by volume at room temperature such as 23 ° C. By setting it to the lower limit value or more, the insulating layer described later has sufficient thermal conductivity, and by setting the lower limit value or less, the insulating layer has sufficient strength.
前記液状組成物中の溶媒は、用いる液晶ポリエステルが溶解しないもの(分散するもの)でもよいが、用いる液晶ポリエステルが溶解可能なものが好ましく、このような溶媒としては、50℃にて液晶ポリエステルが1質量%以上の濃度([液晶ポリエステル]/[液晶ポリエステル+溶媒]×100)で溶解可能なものが例示できる。 The solvent in the liquid composition may be one in which the liquid crystal polyester to be used does not dissolve (disperses), but one in which the liquid crystal polyester to be used can be dissolved is preferable. Examples that can be dissolved at a concentration of 1% by mass or more ([liquid crystal polyester] / [liquid crystal polyester + solvent] × 100) can be given.
前記溶媒の例としては、ジクロロメタン、クロロホルム、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、1−クロロブタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素;p−クロロフェノール、ペンタクロロフェノール、ペンタフルオロフェノール等のハロゲン化フェノール;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル;アセトン、シクロヘキサノン等のケトン;酢酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート;トリエチルアミン等のアミン;ピリジン等の含窒素複素環芳香族化合物;アセトニトリル、スクシノニトリル等のニトリル;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン(N−メチル−2−ピロリドン)等のアミド系化合物(アミド結合を有する化合物);テトラメチル尿素等の尿素化合物;ニトロメタン、ニトロベンゼン等のニトロ化合物;ジメチルスルホキシド、スルホラン等の硫黄化合物;ヘキサメチルリン酸アミド、トリn−ブチルリン酸等のリン化合物が挙げられ、これらの二種以上を用いてもよい。 Examples of the solvent include halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, 1-chlorobutane, chlorobenzene, and o-dichlorobenzene. Halogenated phenols such as p-chlorophenol, pentachlorophenol and pentafluorophenol; ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran and 1,4-dioxane; ketones such as acetone and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate and γ-butyrolactone; Carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate; amines such as triethylamine; nitrogen-containing heterocyclic aromatic compounds such as pyridine; nitriles such as acetonitrile and succinonitrile; N, N-dimethylformamide; N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone (N-methyl-2-pyrrolidone) and other amide compounds (compounds having an amide bond); tetramethylurea and other urea compounds; nitromethane and nitrobenzene and other nitro compounds; dimethyl sulfoxide And sulfur compounds such as sulfolane; and phosphorus compounds such as hexamethylphosphoric acid amide and tri-n-butylphosphoric acid, and two or more of these may be used.
溶媒としては、腐食性が低く、取り扱い易いことから、非プロトン性化合物、特にハロゲン原子を有しない非プロトン性化合物を主成分とする溶媒が好ましく、溶媒全体に占める非プロトン性化合物の割合は、好ましくは50〜100質量%、より好ましくは70〜100質量%、さらに好ましくは90〜100質量%である。
また、前記非プロトン性化合物としては、液晶ポリエステルを溶解し易いことから、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、テトラメチル尿素、γ−ブチロラクトンが好ましく、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンがより好ましい。
As the solvent, since it is low in corrosivity and easy to handle, an aprotic compound, particularly a solvent mainly comprising an aprotic compound having no halogen atom, is preferred, and the proportion of the aprotic compound in the entire solvent is: Preferably it is 50-100 mass%, More preferably, it is 70-100 mass%, More preferably, it is 90-100 mass%.
The aprotic compound is preferably N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, tetramethylurea, or γ-butyrolactone, since it easily dissolves liquid crystal polyester. N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone are more preferable.
また、溶媒としては、液晶ポリエステルを溶解し易いことから、双極子モーメントが3〜5である化合物を主成分とする溶媒が好ましく、溶媒全体に占める、双極子モーメントが3〜5である化合物の割合は、好ましくは50〜100質量%、より好ましくは70〜100質量%、さらに好ましくは90〜100質量%であり、前記非プロトン性化合物として、双極子モーメントが3〜5である化合物を用いることが好ましい。 Moreover, as a solvent, since it is easy to melt | dissolve liquid crystalline polyester, the solvent which has a compound whose dipole moment is 3-5 as a main component is preferable, and the compound whose dipole moment occupies the whole solvent is 3-5 The ratio is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 70 to 100% by mass, and still more preferably 90 to 100% by mass, and a compound having a dipole moment of 3 to 5 is used as the aprotic compound. It is preferable.
また、溶媒としては、除去し易いことから、1気圧における沸点が220℃以下である化合物を主成分とするとする溶媒が好ましく、溶媒全体に占める、1気圧における沸点が220℃以下である化合物の割合は、好ましくは50〜100質量%、より好ましくは70〜100質量%、さらに好ましくは90〜100質量%であり、前記非プロトン性化合物として、1気圧における沸点が220℃以下である化合物を用いることが好ましい。 Moreover, as a solvent, since it is easy to remove, the solvent which has as a main component the compound whose boiling point in 1 atmosphere is 220 degrees C or less is preferable, and the boiling point in 1 atmosphere which occupies the whole solvent of the compound which is 220 degrees C or less The ratio is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 70 to 100% by mass, and still more preferably 90 to 100% by mass. As the aprotic compound, a compound having a boiling point of 220 ° C. or less at 1 atm. It is preferable to use it.
前記液状組成物において、溶媒の含有量100質量部に対する液晶ポリエステルの含有量は、0.01〜100質量部であることが好ましい。下限値以上とすることで、液晶ポリエステル液状組成物の粘度が低くなり過ぎず、また、上限値以下とすることで、液晶ポリエステル液状組成物の粘度が高くなり過ぎず、それぞれ塗工が容易になる。作業性や経済性の観点から、液晶ポリエステルの前記含有量は、1〜50質量部であることがより好ましく、2〜40質量部であることがさらに好ましい。 In the liquid composition, the content of the liquid crystal polyester with respect to 100 parts by mass of the solvent is preferably 0.01 to 100 parts by mass. By setting it to the lower limit value or more, the viscosity of the liquid crystal polyester liquid composition does not become too low, and by setting it to the upper limit value or less, the viscosity of the liquid crystal polyester liquid composition does not become too high, and each coating is easy. Become. From the viewpoint of workability and economy, the content of the liquid crystal polyester is more preferably 1 to 50 parts by mass, and further preferably 2 to 40 parts by mass.
前記液状組成物は、前記熱伝導充填材以外の充填材、添加剤、前記液晶ポリエステル以外の樹脂等の他の成分を一種以上含有していてもよい。 The liquid composition may contain one or more other components such as a filler other than the heat conductive filler, an additive, and a resin other than the liquid crystal polyester.
前記充填材の例としては、シリカ、酸化チタン、ジルコニア、カオリン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等の無機充填材;エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、スチレン樹脂等の有機充填材が挙げられる。 Examples of the filler include inorganic fillers such as silica, titanium oxide, zirconia, kaolin, barium titanate, strontium titanate, aluminum hydroxide, calcium carbonate, calcium phosphate; epoxy resin, benzoguanamine resin, acrylic resin, melamine resin And organic fillers such as urea resin and styrene resin.
前記添加剤の例としては、カップリング剤、沈降防止剤、熱安定剤、レべリング剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤及び着色剤が挙げられ、その含有量は、液晶ポリエステル100質量部に対して、好ましくは0〜5質量部である。 Examples of the additive include a coupling agent, an anti-settling agent, a heat stabilizer, a leveling agent, an antifoaming agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a flame retardant, and a colorant, and the content thereof is The amount is preferably 0 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the liquid crystalline polyester.
前記液晶ポリエステル以外の樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリアミド、液晶ポリエステル以外のポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド等の熱可塑性樹脂;フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂;グリシジルメタクリレートとポリエチレンとの共重合体等のエラストマーが挙げられ、その含有量は、液晶ポリエステル100質量部に対して、好ましくは0〜20質量部である。 Examples of the resin other than the liquid crystal polyester include polypropylene, polyamide, polyester other than the liquid crystal polyester, thermoplastic resin such as polyphenylene sulfide, polyether ketone, polycarbonate, polyether sulfone, polyphenylene ether, polyether imide; phenol resin, epoxy Thermosetting resins such as resins, polyimide resins, and cyanate resins; elastomers such as copolymers of glycidyl methacrylate and polyethylene, and the content thereof is preferably 0 to 20 masses with respect to 100 parts by mass of the liquid crystalline polyester. Part.
前記液状組成物は、液晶ポリエステル、熱伝導充填材、溶媒、及び必要に応じて用いられる他の成分を、一括で又は適当な順序で混合することにより調製することができる。なかでも、液晶ポリエステルを溶媒に溶解させて、液晶ポリエステル溶液を得、この液晶ポリエステル溶液に熱伝導充填材を分散させることにより調製することが好ましい。他の成分として前記充填材を用いる場合には、熱伝導充填材に加えて、さらにこの前記充填材を分散させることにより調製することが好ましい。 The liquid composition can be prepared by mixing the liquid crystal polyester, the heat conductive filler, the solvent, and other components used as necessary, all at once or in an appropriate order. Especially, it is preferable to prepare by dissolving liquid crystalline polyester in a solvent to obtain a liquid crystalline polyester solution and dispersing a heat conductive filler in the liquid crystalline polyester solution. When the filler is used as another component, it is preferable to prepare the filler by further dispersing the filler in addition to the heat conductive filler.
前記液状組成物の導電箔13上への塗布は、流延塗布で行うことが好ましく、例えば、ローラーコート法、ディップコート法、スプレイコート法、スピナーコート法、カーテンコート法、スロットコート法、スクリーン印刷法等の各種方法を採用できる。
また、前記液状組成物は、必要に応じてフィルター等でろ過して、微細な異物を除去してから導電箔13上へ塗布してもよい。
Application of the liquid composition onto the
In addition, the liquid composition may be applied onto the
導電箔13上に塗布した前記液状組成物から溶媒を除去する方法は、特に限定されないが、操作が簡便である点で、溶媒を蒸発させる方法が好ましく、加熱、減圧及び通風のいずれかを単独で、又は二つ以上を組み合わせて蒸発させる方法が例示できる。なかでも、生産効率及び取扱い性の観点から、加熱して蒸発させる方法が好ましく、通風及び加熱しながら蒸発させる方法がより好ましい。溶媒を蒸発させるときの加熱は、40〜200℃で5分間〜2時間の条件で行うことが好ましい。なお、ここで「溶媒を除去する」とは、必ずしも「溶媒を全量除去する」ことを意味するものではない。
The method for removing the solvent from the liquid composition applied on the
形成した液晶ポリエステル含有層12’は、溶媒含有量が5〜15質量%であることが好ましく、7〜12質量%であることがより好ましい。下限値以上とすることで、後述する第一プレス工程後の液晶ポリエステル含有層12’及びこれから形成される絶縁層12の空孔率が小さくなり、絶縁層12及び金属ベース基板1は、耐電圧性及び熱伝導性により優れたものとなる。また、上限値以下とすることで、第一プレス工程後の液晶ポリエステル含有層12’の形状がより安定して維持される。
The liquid crystal polyester-containing layer 12 'thus formed preferably has a solvent content of 5 to 15% by mass, more preferably 7 to 12% by mass. By setting it to the lower limit value or more, the porosity of the liquid crystal polyester-containing
[第一プレス工程]
乾燥工程に次いで、前記第一プレス工程においては、導電箔13と、その上に形成された液晶ポリエステル含有層12’とをプレス(加圧)する。プレスによって、液晶ポリエステル含有層12’は、気泡の量が低減されて空孔率が小さくなる。
第一プレス工程でのプレスは、例えば、図3に示すように、液晶ポリエステル含有層12’上にシート状又はフィルム状の離型材9を配置し、矢印で示すように離型材9及び導電箔13のいずれか一方又は両方の側から、導電箔13及び液晶ポリエステル含有層12’をプレスすることで行うことができる。
[First press process]
Following the drying step, in the first pressing step, the
In the first pressing step, for example, as shown in FIG. 3, a sheet-like or film-like release material 9 is disposed on the liquid crystal polyester-containing
離型材9の材質は、ポリイミド樹脂等、公知のものでよい。
離型材9は、プレス終了後に取り除けばよい。
The material of the release material 9 may be a known material such as a polyimide resin.
The release material 9 may be removed after the press.
第一プレス工程でのプレスは、常圧下及び真空下のいずれで行ってもよい。
第一プレス工程でのプレス時の圧力は、この後に行う、後述する第二プレス工程でのプレス時の圧力以下であることが好ましい。
The pressing in the first pressing step may be performed under normal pressure or under vacuum.
The pressure at the time of pressing in the first pressing step is preferably equal to or lower than the pressure at the time of pressing in the second pressing step to be described later.
第一プレス工程でのプレス時の温度は、20℃以上であることが好ましく、30℃以上であることがより好ましい。
そして、第一プレス工程でのプレスは、加熱プレスであることが好ましく、加熱時の温度は、60〜250℃であることが好ましく、100〜250℃であることがより好ましい。加熱プレスすることで、液晶ポリエステル含有層12’の空孔率が小さくなり、絶縁層12及び金属ベース基板1は、耐電圧性及び熱伝導性により優れたものとなる。
The temperature during pressing in the first pressing step is preferably 20 ° C or higher, and more preferably 30 ° C or higher.
And it is preferable that the press in a 1st press process is a heat press, and it is preferable that the temperature at the time of a heating is 60-250 degreeC, and it is more preferable that it is 100-250 degreeC. By heat-pressing, the porosity of the liquid crystal polyester-containing
第一プレス工程でのプレス時間は、加熱の有無、プレス時の圧力等を考慮して設定すればよい。
加熱プレスは、例えば、60〜250℃で5〜30分間行うことが好ましく、100〜250℃で10〜20分間行うことがより好ましい。
What is necessary is just to set the press time in a 1st press process in consideration of the presence or absence of a heating, the pressure at the time of a press, etc.
For example, the heating press is preferably performed at 60 to 250 ° C for 5 to 30 minutes, and more preferably at 100 to 250 ° C for 10 to 20 minutes.
[加熱処理工程]
第一プレス工程に次いで、前記加熱処理工程においては、プレスした液晶ポリエステル含有層12’を加熱処理して、図2(b)に示すように、導電箔13上に絶縁層(液晶ポリエステルフィルム)12を形成する。加熱処理によって、液晶ポリエステルはさらに高分子量化して、耐熱性が向上する。また、第一プレス工程後の液晶ポリエステル含有層12’の空孔率が小さいことにより、形成した絶縁層12の空孔率も小さくなり、耐電圧性が向上する。
[Heat treatment process]
Following the first pressing step, in the heat treatment step, the pressed liquid crystal polyester-containing
加熱処理は、窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気下で行うことが好ましい。
また、加熱処理は、200〜400℃で30分間〜5時間行うことが好ましい。
The heat treatment is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas.
The heat treatment is preferably performed at 200 to 400 ° C. for 30 minutes to 5 hours.
加熱処理後の絶縁層12の厚さは、目的に応じて任意に調節できるが、成膜性や機械特性の観点から、10〜500μmであることが好ましく、さらに熱抵抗を抑制するという観点から、200μm以下であることが好ましい。
Although the thickness of the insulating
絶縁層12の空孔率は、30%以下であることが好ましい。そして、特に空孔率が20%以下であることで、絶縁層12の耐電圧性及び熱伝導性は、顕著に優れたものとなる。
絶縁層の空孔率(%)は、絶縁層の実測密度を絶縁層の理論密度で除した値に100を乗じることで算出される。
The porosity of the insulating
The porosity (%) of the insulating layer is calculated by multiplying the value obtained by dividing the actually measured density of the insulating layer by the theoretical density of the insulating layer by 100.
絶縁層12は、縦方向(前記液状組成物の流延方向)と横方向(前記液状組成物の流延方向に対して垂直な方向)の異方性が小さく、機械的強度に優れる。また、液晶ポリエステルが本来有する高周波特性、低吸水性等の性能にも優れる。
The insulating
[第二プレス工程]
加熱処理工程に次いで、前記第二プレス工程においては、加熱プレスにより絶縁層12上に金属層11を設ける。加熱プレスによる融着で、金属層11を構成する金属板が絶縁層12上に固定され、図2(c)に示すように、金属ベース基板1が得られる。また、加熱プレスされることで、絶縁層12の空孔がさらに減少し、耐電圧性が向上する。
[Second press process]
Following the heat treatment step, in the second pressing step, the
金属層11は、従来の電子回路基板における金属層(金属ベース)と同様のものであり、その材質は、銅、アルミニウム、銀又はこれらから選択される一種以上の金属を含む合金、あるいはステンレスであることが好ましい。
金属層11の厚さは、18〜5000μmであることが好ましい。
金属層11は、必ずしも平板状である必要性は無く、曲面を有するなど、曲げ加工されていてもよい。
The
The thickness of the
The
第二プレス工程での加熱プレスは、酸化反応を防止するために、真空下又は不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
真空下で加熱プレスする場合には、例えば、2KPa以下等の減圧下で行うことが好ましい。
不活性ガス雰囲気下で加熱プレスする場合には、窒素ガス等の不活性ガスを用いればよい。
The heat press in the second pressing step is preferably performed under vacuum or in an inert gas atmosphere in order to prevent an oxidation reaction.
When heat-pressing under vacuum, it is preferable to carry out under reduced pressure, such as 2 KPa or less.
When heat-pressing in an inert gas atmosphere, an inert gas such as nitrogen gas may be used.
第二プレス工程での加熱プレス時の圧力は、50〜150kg/cm2であることが好ましい。
第二プレス工程での加熱プレス時の温度は、260〜360℃であることが好ましい。
そして、第二プレス工程での加熱プレスの時間は、プレス時の圧力等を考慮して設定すればよい。
第二プレス工程での加熱プレスは、例えば、260〜360℃で10〜40分間、50〜150kg/cm2で行うことが好ましい。
The pressure during the hot pressing in the second pressing step is preferably 50 to 150 kg / cm 2 .
The temperature during the hot pressing in the second pressing step is preferably 260 to 360 ° C.
And the time of the heat press in a 2nd press process should just be set in consideration of the pressure at the time of a press.
The heating press in the second pressing step is preferably performed, for example, at 260 to 360 ° C. for 10 to 40 minutes at 50 to 150 kg / cm 2 .
金属ベース基板1においては、導電箔13をエッチング等により所望の形状にパターニングすることで、回路の配線パターンを形成できる。そして、この配線パターンを利用して、金属ベース基板1には電子部品が実装される。
In the
上記の製造方法で得られた金属ベース基板は、第一プレス工程後の液晶ポリエステル含有層の空孔率が小さく、次いで形成された絶縁層の空孔率も小さくなり、金属ベース基板は、耐電圧性及び熱伝導性に優れたものとなる。具体的には、例えば、耐電圧値が2.5kV以上、熱伝導率が7.5以上の金属ベース基板が好適に得られる。このように、プレス工程を二回行い、主に絶縁層の空孔率を小さくすることを目的とする第一プレス工程と、金属層を設けることを目的とする第二プレス工程とを、いずれも低いプレス圧力で行うことで、生産性を低下させることなく、耐電圧性及び熱伝導性に優れ、信頼性及び放熱性が高い金属ベース基板を製造できる。かかる金属ベース基板は、パワートランジスタやハイブリッドIC等の電子部品を高密度で実装しても、電子部品で発生した熱が絶縁層及び金属層を通じて放散(放熱)し、これら電子部品の動作を安定させることができる。 The metal base substrate obtained by the above-described manufacturing method has a low porosity of the liquid crystal polyester-containing layer after the first pressing step, and then the porosity of the formed insulating layer also decreases. Excellent voltage and thermal conductivity. Specifically, for example, a metal base substrate having a withstand voltage value of 2.5 kV or more and a thermal conductivity of 7.5 or more can be suitably obtained. In this way, the press process is performed twice, and the first press process for the purpose of mainly reducing the porosity of the insulating layer, and the second press process for the purpose of providing a metal layer, However, by carrying out at a low pressing pressure, it is possible to produce a metal base substrate that is excellent in voltage resistance and thermal conductivity, and has high reliability and heat dissipation without reducing productivity. Such metal base substrate stabilizes the operation of these electronic components even when electronic components such as power transistors and hybrid ICs are mounted with high density, by dissipating (dissipating heat) through the insulating layer and metal layer. Can be made.
<液晶ポリエステルフィルムの製造方法>
本発明に係る液晶ポリエステルフィルムの製造方法は、熱伝導充填材を含有する液晶ポリエステルフィルムの製造方法であって、液晶ポリエステル、熱伝導充填材及び溶媒を含有し、前記液晶ポリエステル及び熱伝導充填材の合計含有量に占める熱伝導充填材の割合が50〜80体積%である液晶ポリエステル液状組成物を、第一の耐熱性基材上に塗布し、塗布した前記液状組成物から溶媒を除去して液晶ポリエステル含有層を形成する乾燥工程と、前記第一の耐熱性基材及び液晶ポリエステル含有層をプレスする第一プレス工程と、前記第一プレス工程後の前記液晶ポリエステル含有層を加熱処理して、前記第一の耐熱性基材上に液晶ポリエステルフィルムを形成する加熱処理工程と、加熱プレスにより、前記液晶ポリエステルフィルム上に第二の耐熱性基材を設ける第二プレス工程と、前記第一及び第二の耐熱性基材を除去して、液晶ポリエステルフィルムを得るフィルム化工程と、を有することを特徴とする。プレス工程を二回行い、それぞれのプレス工程での圧力を低くすることで、熱伝導性と耐電圧性に優れた液晶ポリエステルフィルムが得られる。
<Method for producing liquid crystal polyester film>
The method for producing a liquid crystal polyester film according to the present invention is a method for producing a liquid crystal polyester film containing a heat conductive filler, comprising liquid crystal polyester, a heat conductive filler and a solvent, and the liquid crystal polyester and the heat conductive filler. The liquid crystalline polyester liquid composition in which the proportion of the heat conductive filler in the total content of the liquid is 50 to 80% by volume is applied onto the first heat-resistant substrate, and the solvent is removed from the applied liquid composition. A first step of pressing the first heat-resistant substrate and the liquid crystal polyester-containing layer, and a heat treatment of the liquid crystal polyester-containing layer after the first press step. A heat treatment step of forming a liquid crystal polyester film on the first heat-resistant substrate, and a heat press, on the liquid crystal polyester film A second pressing step of providing a second heat-resistant base member, the first and by removing the second heat-resistant base member, and having a film step to obtain a liquid crystal polyester film, a. A liquid crystal polyester film excellent in thermal conductivity and voltage resistance can be obtained by performing the pressing step twice and reducing the pressure in each pressing step.
本発明に係る液晶ポリエステルフィルムの製造方法は、導電箔に代えて第一の耐熱性基材を、金属層(金属板)に代えて第二の耐熱性基材をそれぞれ用い、最後にこれら第一及び第二の耐熱性基材を除去する工程を有すること以外は、上記の金属ベース基板の製造方法と同様である。 The method for producing a liquid crystal polyester film according to the present invention uses a first heat-resistant substrate instead of the conductive foil, and a second heat-resistant substrate instead of the metal layer (metal plate). Except having the process of removing the 1st and 2nd heat resistant base material, it is the same as that of the manufacturing method of said metal base substrate.
第一の耐熱性基材としては、金属ベース基板の製造方法における金属箔だけでなく、加熱プレスに適した耐熱性を有するものであれば、如何なるものも使用できる。例えば、材質は、金属に限定されず、樹脂等であってもよい。厚さも金属箔と同等でもよいし、金属箔とは異なっていてもよく、前記フィルム化工程における除去が可能であればよく、5〜500μmであることが好ましい。
第二の耐熱性基材としては、金属ベース基板の製造方法における金属層だけでなく、加熱プレスに適した耐熱性を有するものであれば、如何なるものも使用でき、第一の耐熱性基材と同様のものでよい。
As the first heat-resistant substrate, not only the metal foil in the method for producing a metal base substrate, but also any material can be used as long as it has heat resistance suitable for a heating press. For example, the material is not limited to metal, and may be resin or the like. The thickness may be the same as that of the metal foil or may be different from that of the metal foil, as long as it can be removed in the film forming step, and is preferably 5 to 500 μm.
As the second heat-resistant substrate, not only the metal layer in the method for producing a metal base substrate, but also any material having heat resistance suitable for heating press can be used. May be the same.
前記フィルム化工程においては、第一及び第二の耐熱性基材を、その材質等に応じて適した方法で除去すればよい。
例えば、上記の製造方法で得られた金属ベース基板を用いる場合も含めて、第一及び第二の耐熱性基材として、材質が金属又は合金であるものを用いる場合には、これら第一及び第二の耐熱性基材をエッチングで除去すればよい。また、ポリイミド等の樹脂からなる第一及び第二の耐熱性基材は、剥離により除去すればよい。
In the film forming step, the first and second heat-resistant substrates may be removed by a method suitable for the material and the like.
For example, when using a metal or metal alloy as the first and second heat-resistant substrates, including the case where the metal base substrate obtained by the above manufacturing method is used, The second heat resistant substrate may be removed by etching. Moreover, what is necessary is just to remove the 1st and 2nd heat resistant base materials which consist of resin, such as a polyimide, by peeling.
前記液晶ポリエステルフィルムは、金属ベース基板における絶縁層と同様に、熱伝導性に優れるので、放熱フィルムとして好適である。また、縦方向と横方向の異方性が小さく、機械的強度に優れ、さらに高周波特性、低吸水性等の性能にも優れるので、電子部品用の各種絶縁フィルムとして好適である。また、単にフィルム状又はシート状のままで用いてもよいし、容器状等、その他の形状として用いてもよい。 The liquid crystal polyester film is suitable as a heat dissipation film because it is excellent in thermal conductivity like the insulating layer in the metal base substrate. Further, since the anisotropy in the vertical and horizontal directions is small, the mechanical strength is excellent, and the performance such as high frequency characteristics and low water absorption is excellent, it is suitable as various insulating films for electronic parts. Moreover, you may use it with a film form or a sheet form, and may use it as other shapes, such as a container shape.
以下、具体的実施例により、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。なお、液晶ポリエステルの流動開始温度、液晶ポリエステル液状組成物の粘度は、それぞれ以下の方法で測定した。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples. In addition, the flow start temperature of liquid crystalline polyester and the viscosity of liquid crystalline polyester liquid composition were measured by the following methods, respectively.
(液晶ポリエステルの流動開始温度の測定)
フローテスター(島津製作所社製、CFT−500型)を用いて、液晶ポリエステル約2gを、内径1mm及び長さ10mmのノズルを有するダイを取り付けたシリンダーに充填し、9.8MPa(100kg/cm2)の荷重下、4℃/分の速度で昇温しながら、液晶ポリエステルを溶融させ、ノズルから押し出し、4800Pa・s(48000ポイズ)の粘度を示す温度を測定した。
(Measurement of flow start temperature of liquid crystal polyester)
Using a flow tester (manufactured by Shimadzu Corp., CFT-500 type), about 2 g of liquid crystalline polyester was filled into a cylinder equipped with a die having a nozzle having an inner diameter of 1 mm and a length of 10 mm, and 9.8 MPa (100 kg / cm 2). The liquid crystal polyester was melted while being heated at a rate of 4 ° C./min under a load of 4), extruded from a nozzle, and a temperature showing a viscosity of 4800 Pa · s (48000 poise) was measured.
(液晶ポリエステル液状組成物の粘度の測定)
液晶ポリエステル(28.2質量部)を、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)(100質量部)に加え、100℃で2時間加熱して、試験用の液晶ポリエステル液状組成物(液晶ポリエステル溶液)とし、東機産業社製のB型粘度計「TVL−20型」(ローターNo.21、回転速度5rpm)を用いて、23℃において、この液晶ポリエステル液状組成物の粘度を測定した。
(Measurement of viscosity of liquid crystal polyester liquid composition)
Liquid crystal polyester (28.2 parts by mass) is added to N, N-dimethylacetamide (DMAc) (100 parts by mass), heated at 100 ° C. for 2 hours, and liquid crystal polyester liquid composition for test (liquid crystal polyester solution) The viscosity of the liquid crystal polyester liquid composition was measured at 23 ° C. using a B type viscometer “TVL-20 type” (rotor No. 21, rotation speed 5 rpm) manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.
<液晶ポリエステル液状組成物の製造>
[製造例1]
(液晶ポリエステルの製造)
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(1976g、10.5モル)、4−ヒドロキシアセトアニリド(1474g、9.75モル)、イソフタル酸(1620g、9.75モル)及び無水酢酸(2374g、23.25モル)を仕込み、反応器内のガスを窒素ガスで十分に置換した後、窒素ガス気流下で攪拌しながら、15分間かけて室温から150℃まで昇温し、この温度(150℃)を保持して3時間還流させた。
次いで、留出する副生成物の酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、170分間かけて300℃まで昇温し、トルクの上昇が認められる時点を反応終了時点とみなし、反応器から内容物を取り出した。この内容物を室温まで冷却し、得られた固形物を粉砕機で粉砕し、比較的低分子量の液晶ポリエステルの粉末を得た。この液晶ポリエステル粉末の流動開始温度は235℃であった。この液晶ポリエステル粉末を窒素ガス雰囲気下において223℃で3時間加熱処理することにより、固相重合を行った。固相重合後の液晶ポリエステルの流動開始温度は270℃であった。
<Manufacture of liquid crystal polyester liquid composition>
[Production Example 1]
(Manufacture of liquid crystal polyester)
A reactor equipped with a stirrer, a torque meter, a nitrogen gas inlet tube, a thermometer and a reflux condenser was charged with 6-hydroxy-2-naphthoic acid (1976 g, 10.5 mol) and 4-hydroxyacetanilide (1474 g, 9. 75 mol), isophthalic acid (1620 g, 9.75 mol) and acetic anhydride (2374 g, 23.25 mol) were charged, and the gas in the reactor was sufficiently replaced with nitrogen gas, followed by stirring under a nitrogen gas stream. The temperature was raised from room temperature to 150 ° C. over 15 minutes, and this temperature (150 ° C.) was maintained and refluxed for 3 hours.
Next, while distilling off the by-product acetic acid to be distilled off and unreacted acetic anhydride, the temperature was raised to 300 ° C. over 170 minutes, and the time at which an increase in torque was observed was regarded as the reaction end time. The contents were removed. The contents were cooled to room temperature, and the resulting solid was pulverized with a pulverizer to obtain a liquid crystal polyester powder having a relatively low molecular weight. The flow starting temperature of this liquid crystal polyester powder was 235 ° C. This liquid crystal polyester powder was subjected to solid phase polymerization by heat treatment at 223 ° C. for 3 hours in a nitrogen gas atmosphere. The flow starting temperature of the liquid crystal polyester after solid phase polymerization was 270 ° C.
(液晶ポリエステル液状組成物の製造)
得られた液晶ポリエステル(2200g)を、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)(7800g)に加え、100℃で2時間加熱して、液晶ポリエステル溶液を得た。この液晶ポリエステル溶液の粘度は320cPであった。この液晶ポリエステル溶液に、熱伝導充填材として鱗片凝集状窒化ホウ素粉末(水島合金鉄社製「HP40P」)を分散させて、液晶ポリエステル液状組成物を得た。この時、液晶ポリエステル及び熱伝導充填材の合計含有量に占める熱伝導充填材の割合が、23℃において57体積%となるようにした
(Manufacture of liquid crystal polyester liquid composition)
The obtained liquid crystal polyester (2200 g) was added to N, N-dimethylacetamide (DMAc) (7800 g) and heated at 100 ° C. for 2 hours to obtain a liquid crystal polyester solution. The viscosity of this liquid crystal polyester solution was 320 cP. In this liquid crystal polyester solution, scale aggregated boron nitride powder (“HP40P” manufactured by Mizushima Alloy Iron Co., Ltd.) as a heat conductive filler was dispersed to obtain a liquid crystal polyester liquid composition. At this time, the ratio of the heat conductive filler to the total content of the liquid crystalline polyester and the heat conductive filler was 57% by volume at 23 ° C.
<金属ベース基板及び液晶ポリエステルフィルムの製造>
[実施例1]
図2を参照して説明した製造方法により、金属ベース基板及び液晶ポリエステルフィルムを製造した。より具体的には以下の通りである。
製造例1で得られた液晶ポリエステル液状組成物を遠心脱泡機で5分間攪拌したのち、厚さ70μmの銅箔上に厚さが380μmとなるように塗布した。そして、これを100℃で通風しながら30分間乾燥させ、形成した液晶ポリエステル含有層の溶媒含有量を9質量%とした(乾燥工程)。
次いで、液晶ポリエステル含有層の表面に離型フィルムとしてポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製、厚さ50μm)を配置し、銅箔側及びポリイミドフィルム側の両方から銅箔及び液晶ポリエステル含有層を圧力100kg/cm2、温度100℃で20分間加熱プレスした(第一プレス工程)。
次いで、得られた積層体からポリイミドフィルムを剥離させ、窒素ガス雰囲気下、加熱プレス後の前記液晶ポリエステル含有層を300℃で3時間加熱処理し、銅箔上に絶縁層として、厚さ100μmの液晶ポリエステルフィルムを形成した(加熱処理工程)。
次いで、前記液晶ポリエステルフィルム上に、熱伝導率140W/(m・K)、厚さ2.0mmのアルミニウム合金板を配置して、これらを、銅箔側及びアルミニウム合金板側の両方から圧力100kg/cm2、温度340℃で20分間加熱プレスして熱融着させることにより、液晶ポリエステルフィルム上にアルミニウム合金板を設けた(第二プレス工程)。
以上により、アルミニウム合金板、液晶ポリエステルフィルム及び銅箔がこの順に設けられた金属ベース基板を製造した。
次いで、得られた金属ベース基板から、塩化第二鉄(塩化鉄(III))水溶液を用いてエッチングすることにより、銅箔とアルミニウム合金板とを除去して(フィルム化工程)、液晶ポリエステルフィルムを製造した。
<Manufacture of metal base substrate and liquid crystal polyester film>
[Example 1]
A metal base substrate and a liquid crystal polyester film were manufactured by the manufacturing method described with reference to FIG. More specifically, it is as follows.
The liquid crystal polyester liquid composition obtained in Production Example 1 was stirred with a centrifugal defoamer for 5 minutes, and then coated on a copper foil having a thickness of 70 μm so as to have a thickness of 380 μm. And this was dried for 30 minutes, ventilating at 100 degreeC, and the solvent content of the formed liquid crystal polyester content layer was 9 mass% (drying process).
Next, a polyimide film (manufactured by Toray DuPont, thickness 50 μm) is placed on the surface of the liquid crystal polyester-containing layer as a release film, and the copper foil and the liquid crystal polyester-containing layer are applied at a pressure of 100 kg from both the copper foil side and the polyimide film side. / Cm 2 , and heated and pressed at a temperature of 100 ° C. for 20 minutes (first pressing step).
Next, the polyimide film is peeled from the obtained laminate, and the liquid crystal polyester-containing layer after heat pressing is heated at 300 ° C. for 3 hours in a nitrogen gas atmosphere, and an insulating layer is formed on the copper foil with a thickness of 100 μm. A liquid crystal polyester film was formed (heat treatment step).
Next, an aluminum alloy plate having a thermal conductivity of 140 W / (m · K) and a thickness of 2.0 mm is disposed on the liquid crystal polyester film, and the pressure is 100 kg from both the copper foil side and the aluminum alloy plate side. An aluminum alloy plate was provided on the liquid crystal polyester film by heat-pressing for 20 minutes at / cm 2 and a temperature of 340 ° C. (second pressing step).
As described above, a metal base substrate provided with an aluminum alloy plate, a liquid crystal polyester film, and a copper foil in this order was manufactured.
Next, from the obtained metal base substrate, the copper foil and the aluminum alloy plate are removed by etching using a ferric chloride (iron (III) chloride) aqueous solution (film forming step), and a liquid crystal polyester film Manufactured.
[実施例2]
第一プレス工程での温度を100℃に代えて220℃としたこと以外は、実施例1と同様の方法で金属ベース基板及び液晶ポリエステルフィルムを製造した。
[Example 2]
A metal base substrate and a liquid crystal polyester film were produced in the same manner as in Example 1 except that the temperature in the first pressing step was changed to 220 ° C. instead of 100 ° C.
[実施例3]
乾燥工程での乾燥時間を30分間に代えて1時間とすることで、液晶ポリエステル含有層の溶媒含有量を5質量%とし、さらに、第一プレス工程での温度を100℃に代えて220℃としたこと以外は、実施例1と同様の方法で金属ベース基板及び液晶ポリエステルフィルムを製造した。
[Example 3]
By changing the drying time in the drying step to 1 hour instead of 30 minutes, the solvent content of the liquid crystal polyester-containing layer is set to 5% by mass, and the temperature in the first pressing step is changed to 100 ° C. and 220 ° C. A metal base substrate and a liquid crystal polyester film were produced in the same manner as in Example 1 except that.
[実施例4]
第一プレス工程での温度を100℃に代えて40℃としたこと以外は、実施例1と同様の方法で金属ベース基板及び液晶ポリエステルフィルムを製造した。
[Example 4]
A metal base substrate and a liquid crystal polyester film were produced in the same manner as in Example 1 except that the temperature in the first pressing step was 40 ° C. instead of 100 ° C.
[比較例1]
第一プレス工程を行わなかったこと以外は、実施例1と同様の方法で金属ベース基板及び液晶ポリエステルフィルムを製造した。
[Comparative Example 1]
A metal base substrate and a liquid crystal polyester film were produced in the same manner as in Example 1 except that the first pressing step was not performed.
[比較例2]
第一プレス工程を行わず、且つ第二プレス工程での圧力を100kg/cm2に代えて200kg/cm2としたこと以外は、実施例1と同様の方法で金属ベース基板及び液晶ポリエステルフィルムを製造した。
[Comparative Example 2]
The metal base substrate and the liquid crystal polyester film were prepared in the same manner as in Example 1 except that the first pressing step was not performed and the pressure in the second pressing step was changed to 200 kg / cm 2 instead of 100 kg / cm 2. Manufactured.
<液晶ポリエステル含有層の溶媒含有量の測定>
上記各実施例及び比較例における乾燥工程終了後の液晶ポリエステル含有層の溶媒含有量は、下記方法で測定した。すなわち、乾燥工程で形成した液晶ポリエステル含有層を、銅箔から剥離させ、これを160℃で5時間減圧乾燥させた後、乾燥前後の重量減少率から、溶媒含有量を算出した。結果を表1に示す。
<Measurement of solvent content of liquid crystal polyester-containing layer>
The solvent content of the liquid crystal polyester-containing layer after the drying step in each of the above Examples and Comparative Examples was measured by the following method. That is, the liquid crystal polyester-containing layer formed in the drying step was peeled off from the copper foil, dried under reduced pressure at 160 ° C. for 5 hours, and then the solvent content was calculated from the weight loss rate before and after drying. The results are shown in Table 1.
<絶縁層の空孔率の算出>
上記各実施例及び比較例における加熱処理工程終了後の絶縁層(液晶ポリエステルフィルム)の空孔率を、下記式から算出した。結果を表1に示す。
絶縁層の空孔率(%)=[絶縁層の実測密度]÷[絶縁層の理論密度]×100
絶縁層の実測密度は、加熱処理工程で得られた積層体から、塩化第二鉄(塩化鉄(III))水溶液でエッチングすることにより銅箔を除去して得られた絶縁層について、アルキメデス法により測定した。
<Calculation of porosity of insulating layer>
The porosity of the insulating layer (liquid crystal polyester film) after completion of the heat treatment step in each of the above Examples and Comparative Examples was calculated from the following formula. The results are shown in Table 1.
Porosity of insulating layer (%) = [actual density of insulating layer] ÷ [theoretical density of insulating layer] × 100
The measured density of the insulating layer is the Archimedes method for the insulating layer obtained by removing the copper foil by etching with a ferric chloride (iron (III) chloride) aqueous solution from the laminate obtained in the heat treatment step. It was measured by.
<液晶ポリエステルフィルム(絶縁層)の特性評価>
上記各実施例及び比較例で得られた液晶ポリエステルフィルム(絶縁層)について、下記方法により特性を評価した。結果を表1に示す。なお、表1中、「LCP」は液晶ポリエステルフィルムを意味する。
(耐電圧値)
絶縁油中に金属ベース基板の試験片を浸漬した状態で、銅箔とアルミニウム合金板との間に室温で交流電圧を印加し、このとき絶縁破壊する電圧を耐電圧値(kV)とした。
(熱伝導率)
銅箔とアルミニウム合金板とを除去した後の液晶ポリエステルフィルムについて、熱拡散率、定圧比熱容量及び密度を測定し、これら測定値を用いて、下記式から熱伝導率を算出した。
熱伝導率=熱拡散率×比熱×密度
熱拡散率は、液晶ポリエステルフィルムを、10mm×10mm×0.1mmの大きさにカットして試験片とし、温度波熱分析装置(アイフェイズ社製「ai−Phase Mobile」)を用いて室温で測定した。
また、比熱は、示差走査熱量計(DSC)を用いて、サファイヤ標準物質との比較により測定した。
また、密度は、アルキメデス法により測定した。
<Characteristic evaluation of liquid crystal polyester film (insulating layer)>
About the liquid crystal polyester film (insulating layer) obtained by each said Example and comparative example, the characteristic was evaluated by the following method. The results are shown in Table 1. In Table 1, “LCP” means a liquid crystal polyester film.
(Withstand voltage value)
With the test piece of the metal base substrate immersed in insulating oil, an AC voltage was applied between the copper foil and the aluminum alloy plate at room temperature, and the dielectric breakdown voltage at this time was defined as a withstand voltage value (kV).
(Thermal conductivity)
About the liquid crystalline polyester film after removing copper foil and an aluminum alloy plate, the thermal diffusivity, the constant pressure specific heat capacity, and the density were measured, and thermal conductivity was computed from the following formula using these measured values.
Thermal conductivity = thermal diffusivity × specific heat × density The thermal diffusivity is obtained by cutting a liquid crystal polyester film into a size of 10 mm × 10 mm × 0.1 mm to obtain a test piece. ai-Phase Mobile ”) at room temperature.
The specific heat was measured by comparison with a sapphire standard using a differential scanning calorimeter (DSC).
The density was measured by the Archimedes method.
上記結果から明らかなように、実施例1〜4では、第一及び第二プレス工程を行うことにより、これら工程でのプレス圧力が低いにも関わらず、金属ベース基板(液晶ポリエステルフィルム)は、耐電圧性及び熱伝導性の双方に優れていた。特に、第一プレス工程での加熱温度が高い実施例1〜3では、その効果が高かった。そして、実施例2は、実施例1よりも耐電圧性及び熱伝導性がさらに優れており、これは第一プレス工程での加熱温度がより高いことによって、液晶ポリエステル含有層からの気泡の除去が促進され、空孔率がより小さくなったからであると推測される。また、実施例1は、実施例3よりも耐電圧性がさらに優れており、これは乾燥工程直後の液晶ポリエステル含有層の溶媒含有量が高いことによって、液晶ポリエステル含有層が適度な柔軟性を有し、気泡の除去が促進され、空孔率がより小さくなったからであると推測される。
これに対して、比較例1では、金属ベース基板(液晶ポリエステルフィルム)は、耐電圧性及び熱伝導性のいずれも劣っていた。これは、第一プレス工程を行わなかったことにより、加熱処理工程後の絶縁層(液晶ポリエステルフィルム)の空孔率が高くなったことが原因であると推測された。
また、比較例2では、第一プレス工程を行わなかったことにより、加熱処理工程後の絶縁層(液晶ポリエステルフィルム)の空孔率が高かったものの、第二プレス工程でのプレス圧力を高くしたことにより、金属ベース基板(液晶ポリエステルフィルム)は、耐電圧性及び熱伝導性の双方に優れていた。ただし、この方法は、プレス圧力が高いため、大型の製造装置への適用が困難であり、生産性が低くなってしまう。
As is clear from the above results, in Examples 1 to 4, the metal base substrate (liquid crystal polyester film) was obtained by performing the first and second pressing steps, despite the low pressing pressure in these steps. It was excellent in both voltage resistance and thermal conductivity. In particular, in Examples 1 to 3 where the heating temperature in the first pressing step was high, the effect was high. And Example 2 is more excellent in withstand voltage and thermal conductivity than Example 1, and this is removal of bubbles from the liquid crystal polyester-containing layer due to higher heating temperature in the first pressing step. This is presumed to be because the porosity was reduced and the porosity became smaller. In addition, Example 1 is more excellent in voltage resistance than Example 3, and this is because the liquid crystal polyester-containing layer has an appropriate flexibility due to the high solvent content of the liquid crystal polyester-containing layer immediately after the drying step. This is presumably because the removal of bubbles was promoted and the porosity became smaller.
In contrast, in Comparative Example 1, the metal base substrate (liquid crystal polyester film) was inferior in both voltage resistance and thermal conductivity. It was speculated that this was because the porosity of the insulating layer (liquid crystal polyester film) after the heat treatment step was increased because the first pressing step was not performed.
Moreover, in the comparative example 2, although the porosity of the insulating layer (liquid crystal polyester film) after the heat treatment process was high because the first press process was not performed, the press pressure in the second press process was increased. As a result, the metal base substrate (liquid crystal polyester film) was excellent in both voltage resistance and thermal conductivity. However, since this method has a high press pressure, it is difficult to apply it to a large-scale manufacturing apparatus, resulting in low productivity.
本発明は、電子部品で発生した熱を拡散させるための放熱材、並びに電子部品用の放熱フィルム及び絶縁フィルムの製造に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for manufacture of the thermal radiation material for diffusing the heat | fever which generate | occur | produced in the electronic component, the thermal radiation film for electronic components, and an insulating film.
1・・・金属ベース基板、9・・・離型材、11・・・金属層、12・・・絶縁層(液晶ポリエステルフィルム)、12’・・・液晶ポリエステル含有層、13・・・導電箔
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記液晶ポリエステル、熱伝導充填材及び溶媒を含有し、前記液晶ポリエステル及び熱伝導充填材の合計含有量に占める熱伝導充填材の割合が50〜80体積%である液晶ポリエステル液状組成物を、前記導電箔上に塗布し、塗布した前記液状組成物から溶媒を除去して液晶ポリエステル含有層を形成する乾燥工程と、
前記導電箔及び液晶ポリエステル含有層をプレスする第一プレス工程と、
前記第一プレス工程後の前記液晶ポリエステル含有層を加熱処理して、前記導電箔上に絶縁層を形成する加熱処理工程と、
加熱プレスにより、前記絶縁層上に金属層を設ける第二プレス工程と、
を有することを特徴とする金属ベース基板の製造方法。 A method for producing a metal base substrate comprising an insulating layer containing liquid crystalline polyester and a heat conductive filler, a conductive foil and a metal layer,
A liquid crystal polyester liquid composition containing the liquid crystal polyester, a heat conductive filler and a solvent, wherein the ratio of the heat conductive filler to the total content of the liquid crystal polyester and the heat conductive filler is 50 to 80% by volume, A drying step of applying on the conductive foil and removing the solvent from the applied liquid composition to form a liquid crystal polyester-containing layer;
A first pressing step of pressing the conductive foil and the liquid crystal polyester-containing layer;
Heat-treating the liquid crystal polyester-containing layer after the first pressing step to form an insulating layer on the conductive foil; and
A second pressing step of providing a metal layer on the insulating layer by a heating press;
A method for producing a metal base substrate, comprising:
(1)−O−Ar1−CO−
(2)−CO−Ar2−CO−
(3)−X−Ar3−Y−
(式中、Ar1は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基であり;Ar2及びAr3は、それぞれ独立にフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記一般式(4)で表される基であり;X及びYは、それぞれ独立に酸素原子又はイミノ基であり;前記Ar1、Ar2及びAr3中の一つ以上の水素原子は、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。)
(4)−Ar4−Z−Ar5−
(式中、Ar4及びAr5は、それぞれ独立にフェニレン基又はナフチレン基であり;Zは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基である。) The said liquid crystalline polyester has a repeating unit represented by following General formula (1), (2) and (3), The manufacture of the metal base substrate as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. Method.
(1) —O—Ar 1 —CO—
(2) —CO—Ar 2 —CO—
(3) -X-Ar 3 -Y-
(In the formula, Ar 1 is a phenylene group, a naphthylene group or a biphenylylene group; Ar 2 and Ar 3 are each independently a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylylene group or a group represented by the following general formula (4): Yes; X and Y are each independently an oxygen atom or imino group; one or more hydrogen atoms in Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are each independently substituted with a halogen atom, an alkyl group or an aryl group May be.)
(4) -Ar 4 -Z-Ar 5-
(In the formula, Ar 4 and Ar 5 are each independently a phenylene group or a naphthylene group; Z is an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, a sulfonyl group, or an alkylidene group.)
液晶ポリエステル、熱伝導充填材及び溶媒を含有し、前記液晶ポリエステル及び熱伝導充填材の合計含有量に占める熱伝導充填材の割合が50〜80体積%である液晶ポリエステル液状組成物を、第一の耐熱性基材上に塗布し、塗布した前記液状組成物から溶媒を除去して液晶ポリエステル含有層を形成する乾燥工程と、
前記第一の耐熱性基材及び液晶ポリエステル含有層をプレスする第一プレス工程と、
前記第一プレス工程後の前記液晶ポリエステル含有層を加熱処理して、前記第一の耐熱性基材上に液晶ポリエステルフィルムを形成する加熱処理工程と、
加熱プレスにより、前記液晶ポリエステルフィルム上に第二の耐熱性基材を設ける第二プレス工程と、
前記第一及び第二の耐熱性基材を除去して、液晶ポリエステルフィルムを得るフィルム化工程と、
を有することを特徴とする液晶ポリエステルフィルムの製造方法。 A method for producing a liquid crystal polyester film containing a heat conductive filler,
A liquid crystal polyester liquid composition containing liquid crystal polyester, a heat conductive filler and a solvent, wherein the ratio of the heat conductive filler to the total content of the liquid crystal polyester and the heat conductive filler is 50 to 80% by volume, Coating on the heat-resistant substrate, and removing the solvent from the applied liquid composition to form a liquid crystal polyester-containing layer,
A first pressing step of pressing the first heat-resistant substrate and the liquid crystal polyester-containing layer;
Heat-treating the liquid crystal polyester-containing layer after the first pressing step to form a liquid crystal polyester film on the first heat-resistant substrate; and
A second press step of providing a second heat-resistant substrate on the liquid crystal polyester film by a heating press;
Removing the first and second heat-resistant substrates to obtain a liquid crystal polyester film; and
A method for producing a liquid crystal polyester film, comprising:
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