JP6530716B2 - 熱可塑性液晶ポリマーフィルムの製造方法、並びに回路基板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムの少なくとも一方の表面に対して、物理的な研磨または紫外線照射を行うことにより、このフィルム表面が、ナノインデンテーション法によって測定された硬度0.01〜0.1GPaを有するように軟化させて、接着面を形成する軟化工程と、
前記接着面を、光学的異方性の溶融相を形成する熱可塑性液晶ポリマーフィルムの少なくとも一方の面に導体回路が形成された基板の回路形成面に対向させ、全体を熱圧着により接着させる熱圧着工程と、
を含む多層回路基板の製造方法が開示されている。
本発明の別の目的は、このような液晶ポリマーフィルムを用いることにより層間接着性を向上させた回路基板およびその製造方法を提供することにある。
熱可塑性液晶ポリマーフィルム被着体に対して熱接着するために、接着性フィルムとして用いられる熱可塑性液晶ポリマーフィルムの製造方法であって、
被着体フィルムおよび接着性フィルムとして、それぞれ熱可塑性液晶ポリマーフィルムを準備し、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムの被接着表面部について、X線光電子分光分析により、C(1s)に起因する結合ピークのピーク面積の合計に占める、[C−O結合]および[COO結合]のピーク面積の和の%比率:X(%)およびY(%)を把握する把握工程と、
前記XおよびYが以下の式(1)かつ(2)を満たすように、接着性フィルムとしての熱可塑性液晶ポリマーフィルムを選択または活性化処理する調整工程と、
38≦X+Y≦65 (1)
−8.0≦Y−X≦8.0 (2)
で構成された、熱接着性に優れる熱可塑性液晶ポリマーフィルムの製造方法である。
熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる被着体と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる接着性フィルムとが熱接着により積層されている回路基板の製造方法であって、
前記被着体フィルムおよび接着性フィルムを、それぞれ、少なくとも一方の面に導体層が形成された絶縁基板、ボンディングシートおよびカバーレイから選択される少なくとも一種の回路基板材料として準備する準備工程と、
準備された被着体フィルムと接着性フィルムとを重ね合わせ、所定の圧力下で加熱して回路基板材料を熱圧着する熱圧着工程と、を少なくとも備え、
前記接着性フィルムが、前述した製造方法により製造された熱可塑性液晶ポリマーフィルムである、回路基板の製造方法である。
被着体フィルムが、少なくとも一方の面に導体回路が形成された絶縁基板であり、接着性フィルムが、少なくとも一方の面に導体層が形成された絶縁基板、ボンディングシートおよびカバーレイから選択される少なくとも一種の回路基板材料であってもよい。
前記被着体フィルムの被接着表面部について、X線光電子分光分析により、C(1s)に起因する結合ピークのピーク面積の合計に占める、[C−O結合]および[COO結合]のピーク面積の和の%比率:X(%)と、
前記接着性フィルムの被接着表面部について、C(1s)に起因する結合ピークのピーク面積の合計に占める、[C−O結合]および[COO結合]のピーク面積の和の%比率:Y(%)とが以下の式(1)かつ(2)を満たしており、
38≦X+Y≦65 (1)
−8.0≦Y−X≦8.0 (2)
回路基板をJIS C 5012に準拠した方法によるはんだ浴290℃の環境下に60秒間静置した場合に、はんだ耐熱性を有する回路基板である。
例えば、この回路基板は、前記製造方法で製造された回路基板であってもよい。例えば、この回路基板において、被着体フィルムと接着性フィルムとの間におけるJIS−C5016−1994に準拠した接着強度は0.7kN/m以上であってもよい。
本発明の第1の構成は、以下の点を見出したことに基づいている。すなわち
(i)熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、剛直なメソゲン基を有するため、表面に形成されるスキン層によってその熱接着性が抑制されるため、接着性を向上させるためにはスキン層を破壊することが重要であると従来認識されていたが、(ii)実は、接着性フィルムと被着体フィルムとが、X線光電子分光分析によるC(1s)のピーク面積に占める[C−O結合]と[COO結合]とのピーク面積の和の%比率に関して特定の関係を有することが重要であり、驚くべきことに、このような特定の関係を有する被着体フィルムと接着性フィルムとの間では、スキン層の破壊の有無にかかわらず、層間接着性を大きく向上させることが可能であることが見出された。
被着体フィルムおよび接着性フィルムとして、それぞれ熱可塑性液晶ポリマーフィルムを準備し、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムの被接着表面部について、X線光電子分光分析により、C(1s)に起因する結合ピークのピーク面積の合計に占める、[C−O結合]および[COO結合]のピーク面積の和の%比率:X(%)およびY(%)を把握する把握工程と、
前記XおよびYが以下の式(1)かつ(2)を満たすように、接着性フィルムとしての熱可塑性液晶ポリマーフィルムを選択または活性化処理する調整工程と、
38≦X+Y≦65 (1)
−8.0≦Y−X≦8.0 (2)
を少なくとも備えている。
被着体および接着性フィルムとして用いられる熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、溶融成形できる液晶性ポリマーから形成され、この熱可塑性液晶ポリマーは、溶融成形できる液晶性ポリマーであれば特にその化学的構成については特に限定されるものではないが、例えば、熱可塑性液晶ポリエステル、又はこれにアミド結合が導入された熱可塑性液晶ポリエステルアミドなどを挙げることができる。
把握工程では、被着体フィルムおよび接着性フィルムとして用いられる熱可塑性液晶ポリマーフィルムに対して、それぞれX線光電子分光分析が行われる。
第1の把握工程では、被着体フィルムの被接着表面部について、X線光電子分光分析により、C(1s)の各結合ピークのピーク面積(各結合ピークとベースラインとの間の面積)の合計に占める、[C−O結合]および[COO結合]のピーク面積の和の%比率であるX(%)を把握する。すなわち、把握工程では、被着体の被接着表面部をX線光電子分光法により分析し、C(1s)の各結合ピークについて合計したピーク面積における、[C−O]結合ピーク面積と[COO]結合ピーク面積の和が占める割合(%比率)を、被着体フィルムに関する第1の相対強度X(%)として求める。
第2の把握工程では、接着性フィルムとして、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを準備し、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムの被接着表面部について、X線光電子分光分析により、C(1s)に起因する結合ピークのピーク面積の合計に占める、[C−O結合]および[COO結合]のピーク面積の和の%比率:Y(%)が把握される。
前記接着性フィルムの製造方法では、第1の把握工程と第2の把握工程との順序は特に限定されず、第1の把握工程を第2の把握工程の前に行ってもよく、第2の把握工程を第1の把握工程の前に行ってもよく、双方を実質的に同時期に行ってもよい。これらの把握工程を経て、被着体フィルムに対して接着性を有するよう、接着性フィルムが調整される。
調整工程では、接着性フィルムとしてその表面状態が把握された熱可塑性液晶ポリマーフィルムについて、被着体フィルムで得られた値X(%)に応じて、接着性フィルムとして用いられる熱可塑性液晶ポリマーフィルムの表面状態が調整される。すなわち、前記準備した接着性フィルムの被接着表面部が、X線光電子分光法分析により、C(1s)の各結合ピークのピーク面積の合計に占める、[C−O]結合ピーク面積と[COO]結合ピーク面積の和の割合(%比率)として、第2の相対強度Y(%)を有するように、接着性フィルムとしての熱可塑性液晶ポリマーフィルムが選択または処理される。
38≦X+Y≦65 (1)
−8.0≦Y−X≦8.0 (2)
また、Y−Xは、7.5以下であってもよく、5.0以下であってもよく、2.0以下であってもよく、1.0以下であってもよい。Y−Xは、上記の数値範囲を個別に組み合わせて有していてもよいが、絶対値の範囲として、上記値を示すのが好ましい。
例えば、酸化性気体としては、酸素、酸素を含有する気体である空気、一酸化炭素、二酸化炭素などを使用することができる。
前記液晶ポリマー接着性フィルムは、調整工程の前、または調整工程の後に、必要に応じて脱気処理が行われてもよい。
熱可塑性液晶ポリマーフィルムに対して、特定の真空下での脱気または加熱下での脱気を行うことにより、熱可塑性液晶ポリマーフィルム中に存在するエアーを極めて高度に低減することが可能となる。そして、驚くべきことに、このような脱気工程を経た熱可塑性液晶ポリマーフィルムでは、その熱接着性を向上させることが可能となる。
真空下での脱気を独立して行う場合、常温下(例えば10〜50℃、好ましくは15〜45℃の範囲)において行われてもよいが、脱気効率を高める観点から加熱下で行ってもよい。その場合の加熱温度は、例えば、50〜200℃(例えば、50〜150℃)、好ましくは80〜200℃、より好ましくは90〜190℃程度であってもよい。
また、加熱下での脱気は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmに対して、所定の温度範囲を設定してもよい。その場合は、例えば、(Tm−235)℃〜(Tm−50)℃の範囲(例えば、(Tm−200)℃〜(Tm−50)℃の範囲)で加熱することにより行われ、好ましくは(Tm−225)℃〜(Tm−60)℃の範囲(例えば、(Tm−190)℃〜(Tm−60)℃の範囲)、より好ましくは、(Tm−215)℃〜(Tm−70)℃の範囲(例えば、(Tm−180)℃〜(Tm−70)℃の範囲)で行われてもよい。
上述のような、特定の温度範囲において加熱することにより、フィルムから急激に水分が発生することを抑制しつつ、フィルム中(例えば、フィルム内部やフィルム表面)の水を水蒸気として脱気したり、表面に存在するエアーの運動エネルギーを高めてフィルム表面から脱気することが可能となる。
なお、加熱下での脱気を単独で行う場合、真空度1500Pa以下を含まない条件下で行われてもよく、例えば、圧力を調整しない大気圧下(または常圧下)で行ってもよいが、必要に応じて、大気圧から減圧された条件下(例えば、1500Paを超えて100000Pa未満、好ましくは3000〜50000Pa程度)で加熱してもよい。
また、脱気工程に要する時間は、例えば、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの水分率が、後述する所定の範囲(例えば、300ppm以下、または200ppm以下)になる時点を見計らって適宜設定してもよい。
本発明は、層間接着性に優れている回路基板の製造方法についても包含する。
前記製造方法は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる被着体と、熱可塑性液晶ポリマーからなる接着性フィルムとが熱接着により積層されている回路基板の製造方法であって、
前記被着体フィルムおよび接着性フィルムを、それぞれ、少なくとも一方の面に導体層が形成された絶縁基板、ボンディングシートおよびカバーレイから選択される少なくとも一種の回路基板材料として準備する準備工程と、
準備された被着体フィルムと接着性フィルムとを重ね合わせ、所定の圧力下で加熱して回路基板材料を熱圧着する熱圧着工程と、を少なくとも備え、
前記接着性フィルムが、上述された製造方法により製造された熱可塑性液晶ポリマーフィルムである、回路基板の製造方法である。
準備工程では、熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる被着体(以下、単に被着体フィルムと称する場合がある)、および熱可塑性液晶ポリマーからなる接着性フィルム(以下、単に接着性フィルムと称する場合がある)を、それぞれ、少なくとも一方の面に導体層が形成された絶縁基板、ボンディングシートおよびカバーレイから選択される少なくとも一種の回路基板材料として準備する。
絶縁基板の片面に導体回路(または導体パターン)が形成されたユニット回路基板、
絶縁基板の両面に導体回路が形成されたユニット回路基板、
絶縁体の一方の面に導体回路、他方の面に導体膜または導体箔が形成されたユニット回路基板などが挙げられる。
熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる絶縁性基材上に導体層を形成する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば金属層を蒸着してもよく、無電解めっき、電解めっきにより、金属層を形成してもよい。また、金属箔(例えば銅箔)を熱圧着により、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの表面に圧着してもよい。
導体層を構成する金属箔は、電気的接続に使用されるような金属箔が好適であり、銅箔、のほか金、銀、ニッケル、アルミニウムなどの各種金属箔を挙げることができ、また実質的に(例えば、98質量%以上)これらの金属で構成される合金箔を含んでいてもよい。
(a)絶縁基板として被着体フィルム、および被着体フィルムに形成された導体回路を被覆するために設けられるカバーレイとして接着性フィルムを少なくとも備える回路基板(ここで、接着性フィルムは、接着表面において、被着体フィルムのピーク面積の和の%比率Xに対して、所定のピーク面積の和の%比率Yを有するように調整される);
(b)絶縁基板として第1および第2の被着体フィルム、および第1および第2の被着体フィルムを接着するためのボンディングシートとして接着性フィルムを少なくとも備える回路基板(ここで、接着性フィルムは、それぞれの接着表面において、第1および第2の被着体フィルムの双方のピーク面積の和の%比率X1、X2のそれぞれに対して、所定のピーク面積の和の%比率Y1、Y2を有するように調整される);
(c)絶縁基板として接着性フィルム、および接着性フィルムに形成された導体回路を被覆するために設けられるカバーレイとして被着体フィルムを少なくとも備える回路基板(ここで、接着性フィルムは、接着表面において、被着体フィルムのピーク面積の和の%比率Xに対して、所定のピーク面積の和の%比率Yを有するように調整される);
(d)絶縁基板として第1および第2の接着性フィルム、および第1および第2の接着性フィルムを接着するためのボンディングシートとして被着体フィルムを少なくとも備える回路基板(ここで、第1および第2の接着性フィルムは、被着体フィルムのそれぞれの接着表面において、ピーク面積の和の%比率X1、X2に対して、所定のピーク面積の和の%比率Y1、Y2をそれぞれ有するように調整される);
(e)第1の絶縁基板として被着体フィルム、および第1の被着体フィルムを接着するための第2の絶縁基板として接着性フィルムを少なくとも備える回路基板(ここで、接着性フィルムは、接着表面において、被着体フィルムのピーク面積の和の%比率Xに対して、所定のピーク面積の和の%比率Yを有するように調整される)、などの組み合わせを例示することができる。
または、被着体フィルムと接着性フィルムは、一方が高融点液晶ポリマーフィルムであり、他方が低融点液晶ポリマーフィルムであってもよい。この場合、低融点液晶ポリマーフィルムが接着性フィルムであってもよい。
熱圧着工程では、回路基板材料として準備された被着体フィルムと接着性フィルムとを重ね合わせ、所定の圧力下で加熱して回路基板材料を熱圧着させる。
重ね合わせる際は、前述した組合わせ(a)〜(e)などに対応して、被着体フィルムと接着性フィルムとを配設してもよい。
脱気工程は、(i)真空度1500Pa以下で30分以上真空で脱気させることにより、および/または(ii)100℃〜200℃の範囲で加熱下で脱気させることにより、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを脱気する脱気工程であってもよい。また、(i)真空度1500Pa以下で30分以上真空で脱気させる脱気工程として、予熱工程が行われてもよい。この場合、予熱工程は、例えば、熱圧着工程に先立って、真空度1500Pa以下の真空下で30分以上加熱温度50℃〜150℃の範囲で行われてもよい。予熱工程中の加熱温度は、好ましくは60〜120℃程度、より好ましくは70〜110℃であってもよい。
また、予熱工程中、発明の効果を阻害しない範囲で、圧力を例えば、0.8MPa以下、より好ましくは0.6MPa以下程度で加えてもよいが、極力圧力を加えないのが好ましい。
本発明の第3の構成は、回路基板である。
回路基板は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる被着体と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる接着性フィルムとが熱接着により積層されている回路基板であって、
前記被着体フィルムの被接着表面部について、X線光電子分光分析により、C(1s)に起因する結合ピークのピーク面積の合計に占める、[C−O結合]および[COO結合]のピーク面積の和の%比率:X(%)と、
前記接着性フィルムの被接着表面部について、C(1s)に起因する結合ピークのピーク面積の合計に占める、[C−O結合]および[COO結合]のピーク面積の和の%比率:Y(%)とが以下の式(1)かつ(2)を満たしており、
38≦X+Y≦65 (1)
−8.0≦Y−X≦8.0 (2)
回路基板をJIS C 5012に準拠した方法によるはんだ浴290℃の環境下に60秒間静置した場合に、はんだ耐熱性を有する回路基板である。
前記回路基板は、単層回路基板であっても、多層回路基板であっても、いずれでもよい。また、前記回路基板は、前記製造方法で製造された回路基板であってもよい。
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。
(X線光電子分光分析)
PHI Quantera SXM(アルバック・ファイ(株)製)を用いて、以下の条件により試料の分光分析を行い、C(1s)に起因する結合ピークのピーク面積の合計に占める、[−C−O−結合]と[−COO−結合]のピーク面積の和の%比率を算出した。なお、ユニット回路基板については、回路が形成されていない箇所である液晶ポリマーフィルム表面について分析を行っている。
X線励起条件:100μm-25W-15kV,
対陰極 Al
測定範囲:1000μm×1000μm
圧力:1x10-6Pa,
試料洗浄なし
また、炭素,酸素の結合種の帰属を以下に示す方法で求めた。
C1s C-C:284.8eV C-O:286.4eV C=O:287.6eV O-C=O:288.6eV
CO3:290〜291eV ShakeUp:291eV
O1s C=O:532.0eV C-O:533.1eV
紫外線照度計(UV-M03A)(株)オーク製作所を用いて幅方向に照度を測定し、3点の平均値の照度とした。
水分の測定法としてカールフィッシャー法(カール・フィッシャー滴定の原理を利用し、水分を溶媒に吸収させ電位差の変化により水分を測定する)を使用した。
1)微量水分測定装置名:(株)三菱化学アナリテック社製(VA−07,CA−07)
2)加熱温度: 260(℃)
3)N2パージ圧: 150(ml/min)
4)測定準備(自動)
Purge 1分
Preheat 2分 試料ボード空焼き
Cooling 2分 試料ボード冷却
5)測定
滴定セル内溜め込み時間(N2で水分を送り出す時間): 3分
6)試料量: 1.0〜1.3g
マイクロ波分子配向度測定機において、液晶ポリマーフィルムを、マイクロ波の進行方向にフィルム面が垂直になるように、マイクロ波共振導波管中に挿入し、該フィルムを透過したマイクロ波の電場強度(マイクロ波透過強度)を測定する。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)を算出する。
m=(Zo/△z) X [1−νmax/νo]
ここで、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。
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。
JIS C 5012に準拠してはんだフロート試験を実施し、回路基板のはんだ耐熱性を調べた。はんだ浴の温度は290℃、フロート時間は60秒として、フロート試験後の基板のふくれ(100μmx100μm以上の面積を有するもの)の有無を目視および光学顕微鏡(×5倍以上)にて観察した。
具体的には、30cm四方の回路基板サンプルの任意の5箇所をそれぞれ5cm四方に切り取って5個の5cm四方の回路基板サンプルを作成し、この5個の5cm四方の回路基板サンプルそれぞれについてはんだフロート試験を実施し、目視および光学顕微鏡(×5倍以上)により膨れの有無を観察した。5個の5cm四方の回路基板サンプル全てに膨れが見られない場合を良としてはんだ耐熱性を有すると評価し、5個の5cm四方の回路基板サンプルのうちいずれか一つでも膨れが見られた場合は不良として評価した。
配線基板を10mmの短冊状に打ち抜き試験片とした。この試験片の接着界面を出したのち、常温にて、被着体フィルムと接着性フィルムとを90°方向に速度5cm/分で引き剥がし、日本電産シンポ(株)製、デジタルフォースゲージを用いて引き剥がし荷重を測定し、5cm分引き剥がした際の荷重の平均値を取った。ただし、測定開始時と終了時の測定値のブレに関しては、平均値を出す際に用いなかった。
(1)接着性液晶ポリマーフィルム(接着性フィルム)の製造
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(モル比:73/27)で、融点が280℃、厚さが50μmである熱可塑性液晶ポリマーフィルムを得た。この熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、水分率:400ppm、SOR:1.02であった。
(2)ユニット回路基板(被着体フィルム)の製造
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(モル比:73/27)で、融点が280℃、厚さが50μmである熱可塑性液晶ポリマーフィルムを窒素雰囲気下で260℃4時間、さらに280℃2時間熱処理することで融点を320℃に増加させ、被着体フィルムを得た。この被着体フィルム上下に所定の表面粗度の厚さ12μmの圧延銅箔をセットし、一対のロールでの連続プレス機にてロール温度300℃、線圧100kg/cm、ライン速度2m/分の条件にて銅張積層板を得た後、この銅張積層板がストリップライン構造となるように配線加工したユニット回路基板(導体回路が形成されている表面の残導体率:30%未満)を作製した。熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、水分率:400ppm、SOR:1.02であった。
(3)多層回路基板の製造
上記(1)で得られた接着性液晶ポリマーフィルム23をボンディングシートとして、図3Aおよび3Bに示す回路構成のように接着性液晶ポリマーフィルム23に対して、絶縁基板21,25のそれぞれを重ね合わせて真空熱プレス装置にセットした。なお絶縁基板21には導体回路22a,導体層22bが両面に形成されてユニット回路基板を構成し、絶縁基板25には導体回路26a,導体層26bが両面に形成されてユニット回路基板を構成している。接着性液晶ポリマーフィルム23のそれぞれの面23a,23bは、導体回路22a,26aをそれぞれ被覆するように構成されている。
セットする前における、接着性液晶ポリマーフィルム23、絶縁基板21,25のX線光電子分光分析から得られる、ピーク面積の和の%比率 [C-O]+[COO](%)は、それぞれ表7に示すとおりである。その後、この積層体に対して予熱工程(真空度1500Pa以下の真空下で60分脱気処理)を行った後、真空度1300Pa下、加圧力4MPaで300℃30分間熱圧着することによりそれぞれを接着し、ユニット回路基板/ボンディングシート/ユニット回路基板で構成された回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価し、表7に示す。
実施例1で得られた接着性液晶ポリマーフィルムおよびユニット回路基板に対し、それぞれの被着面において、センエンジニアリング製、「紫外線洗浄改質装置」の紫外線照射装置を用いて、254nmの紫外線を照射量:400mJ/cm2、光源と照射面との間2cmの距離で1.05分間処理を行った。
得られた接着性液晶ポリマーフィルム23をボンディングシートとして、図3Aおよび3Bに示す回路構成のように絶縁基板21,25のそれぞれを重ね合わせて真空熱プレス装置にセットした。なお絶縁基板21には導体回路22a,導体層22bが両面に形成されてユニット回路基板を構成し、絶縁基板25には導体回路26a,導体層26bが両面に形成されてユニット回路基板を構成している。接着性液晶ポリマーフィルム23のそれぞれの面23a,23bは、導体回路22a,26aをそれぞれ被覆するように構成されている。
セットする前における、接着性液晶ポリマーフィルム23、絶縁基板21,25のX線光電子分光分析から得られる、ピーク面積の和の%比率 [C-O]+[COO](%)は、それぞれ表7に示すとおりである。その後、この積層体を予熱工程(真空度1500Pa以下の真空下で60分脱気処理)を行った後、真空度1300Pa下、加圧力4MPaで300℃30分間熱圧着することによりそれぞれを接着し、ユニット回路基板/ボンディングシート/ユニット回路基板で構成された回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価し、表7に示す。
加熱下で脱気処理を行い、真空熱プレス装置にセットする前の接着性液晶ポリマーフィルム、絶縁基板の水分率を200ppm以下とする以外は、実施例1と同様の構成とした。なお、加熱脱気工程では、実施例1で得られた接着性フィルムに対して、120℃において60分間加熱処理して脱気を行った。
得られた接着性液晶ポリマーフィルム23をボンディングシートとして、図3Aおよび3Bに示す回路構成のように絶縁基板21,25のそれぞれを重ね合わせて真空熱プレス装置にセットした。なお絶縁基板21には導体回路22a,導体層22bが両面に形成されてユニット回路基板を構成し、絶縁基板25には導体回路26a,導体層26bが両面に形成されてユニット回路基板を構成している。接着性液晶ポリマーフィルム23のそれぞれの面23a,23bは、導体回路22a,26aをそれぞれ被覆するように構成されている。
セットする前における、接着性液晶ポリマーフィルム23、絶縁基板21,25のX線光電子分光分析から得られる、ピーク面積の和の%比率 [C-O]+[COO](%)は、それぞれ表7に示すとおりである。その後、この積層体を予熱工程(真空度1500Pa以下の真空下で60分脱気処理)を行った後、真空度1300Pa下、加圧力4MPaで300℃30分間熱圧着することによりそれぞれを接着し、ユニット回路基板/ボンディングシート/ユニット回路基板で構成された回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価し、表7に示す。
(1)接着性液晶ポリマーフィルムの製造
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(モル比:73/27)で、融点が280℃、厚さが50μmである熱可塑性液晶ポリマーフィルムを得た。窒素雰囲気下で260℃4時間、さらに280℃2時間熱処理することで融点を320℃に増加させた。この熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、水分率:400ppm、SOR:1.02であった。
(2)多層回路基板の製造
上記(1)で得られた接着性液晶ポリマーフィルム23をボンディングシートとして、図3Aおよび3Bに示す回路構成のように接着性液晶ポリマーフィルム23に対して、絶縁基板21,25のそれぞれを重ね合わせて真空熱プレス装置にセットした。なお絶縁基板21には導体回路22a,導体層22bが両面に形成されてユニット回路基板を構成し、絶縁基板25には導体回路26a,導体層26bが両面に形成されてユニット回路基板を構成している。接着性液晶ポリマーフィルム23のそれぞれの面23a,23bは、導体回路22a,26aをそれぞれ被覆するように構成されている。
セットする前における、接着性液晶ポリマーフィルム23、絶縁基板21,25のX線光電子分光分析から得られる、ピーク面積の和の%比率 [C-O]+[COO](%)は、それぞれ表7に示すとおりである。その後、この積層体に対して予熱工程(真空度1500Pa以下の真空下で60分脱気処理)を行った後、真空度1300Pa下、加圧力4MPaで300℃30分間熱圧着することによりそれぞれを接着し、ユニット回路基板/ボンディングシート/ユニット回路基板で構成された回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価し、表7に示す。
多層回路基板の製造
実施例1で得られた接着性液晶ポリマーフィルムおよびユニット回路基板を用い、絶縁基板11を中心にして、接着性液晶ポリマーフィルム13をカバーレイとして用い、図1Aおよび1Bに示す回路構成のように、絶縁基板11の両面に導体回路12,12が形成されたユニット回路基板に、接着性液晶ポリマーフィルム13,13をそれぞれ、13a,13aがそれぞれ導体回路12,12を被覆するように重ね合わせて真空熱プレス装置にセットした。
セットする前における、接着性液晶ポリマーフィルム13、絶縁基板11のX線光電子分光分析から得られる、ピーク面積の和の%比率 [C-O]+[COO](%)は、それぞれ表7に示すとおりである。その後、この積層体に対して予熱工程(真空度1500Pa以下の真空下で60分脱気処理)を行った後、真空度1300Pa下、加圧力4MPaで300℃30分間熱圧着することによりそれぞれを接着し、カバーレイ/ユニット回路基板/カバーレイで構成された回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価し、表7に示す。
予熱工程を省略する以外は、実施例1と同様にして、多層回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価し、表7に示す。
接着性液晶ポリマーフィルムおよびユニット回路基板に対し、それぞれの被着面において、以下の処理条件(紫外線の波長、照射量、光源と照射面間の距離、照射時間)により紫外線を照射する以外は、参考例2と同様にして、多層回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価し、表7に示す。
接着性液晶ポリマーフィルム23として、参考例2で得られた紫外線照射処理を行ったフィルムを用いる以外は、実施例1と同様にして回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価し、表7に示す。
絶縁基板21,25として、参考例2で得られた紫外線照射処理を行ったフィルムを用いる以外は、実施例1と同様にして回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価し、表7に示す。
絶縁基板21,25として、参考例2で得られた紫外線照射処理を行ったフィルムを用いる以外は、参考例6と同様にして、多層回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価し、表7に示す。
接着性液晶ポリマーフィルムおよびユニット回路基板に対し、それぞれの被着面において、以下の処理条件(紫外線の波長、照射量、光源と照射面間の距離、照射時間)により紫外線を照射する以外は、参考例2と同様にして、多層回路基板を得た。得られた回路基板の各種物性を評価し、表7に示す。
より詳細には、比較例1〜4で用いられたフィルムでは、被着体フィルムと接着性フィルムの少なくとも一方について、紫外線照射工程により、[C−O結合]と[COO結合]とのピーク面積の和の%比率が21以上であるとともに、そのピーク面積の比([C−O結合]/[COO結合])が1.5以下であるが、はんだ耐熱性が不十分である。また、比較例2〜4では、層間接着性が著しく低下している。
13…カバーレイ
14、34…ユニット回路基板
23,33,37…ボンディングシート
Claims (12)
- 熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる被着体(以下、被着体フィルムと称す)に対して熱接着するために、接着性フィルムとして用いられる熱可塑性液晶ポリマーフィルムの製造方法であって、
被着体フィルムおよび接着性フィルムとして、それぞれ熱可塑性液晶ポリマーフィルムを準備し、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムの被接着表面部について、X線光電子分光分析により、C(1s)に起因する結合ピークのピーク面積の合計に占める、[C−O結合]および[COO結合]のピーク面積の和の%比率:X(%)およびY(%)を把握する把握工程と、
前記XおよびYが以下の式(1)かつ(2)を満たすように、接着性フィルムとしての熱可塑性液晶ポリマーフィルムを選択または活性化処理する調整工程と、
38≦X+Y≦65 (1)
−8.0≦Y−X≦8.0 (2)
で構成され、
さらに、熱可塑性液晶ポリマー接着性フィルムのピーク面積の和の%比率Yの調整前または調整後において、前記熱可塑性液晶ポリマー接着性フィルムを、(i)真空度1500Pa以下で30分以上真空下で脱気させることにより、および/または(ii)100℃〜200℃の範囲で加熱下で脱気させることにより、前記熱可塑性液晶ポリマー接着性フィルムを脱気する脱気工程を含む、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの製造方法。 - 請求項1のフィルムの製造方法であって、調整工程において、熱可塑性液晶ポリマー接着性フィルムに対して、紫外線照射、プラズマ照射、及びコロナ処理からなる群から選択された少なくとも一種の活性化処理が行われるフィルムの製造方法。
- 請求項1または2のフィルムの製造方法であって、脱気工程が、真空度1500Pa以下で、50〜200℃の範囲で加熱することにより行われる、フィルムの製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項のフィルムの製造方法であって、熱可塑性液晶ポリマー接着性フィルムの厚みが10〜500μmである、フィルムの製造方法。
- 熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる被着体と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる接着性フィルムとが熱接着により積層されている回路基板の製造方法であって、
前記被着体フィルムおよび接着性フィルムを、それぞれ、少なくとも一方の面に導体層が形成された絶縁基板、ボンディングシートおよびカバーレイから選択される少なくとも一種の回路基板材料として準備する準備工程と、
準備された被着体フィルムと接着性フィルムとを重ね合わせ、所定の圧力下で加熱して回路基板材料を熱圧着する熱圧着工程と、を少なくとも備え、
前記接着性フィルムが、請求項1〜4のいずれか一項に記載された製造方法により製造された熱可塑性液晶ポリマーフィルムである、回路基板の製造方法。 - 請求項5の回路基板の製造方法において、
被着体フィルムが、少なくとも一方の面に導体回路が形成された絶縁基板であり、接着性フィルムが、少なくとも一方の面に導体層が形成された絶縁基板、ボンディングシートおよびカバーレイから選択される少なくとも一種の回路基板材料である回路基板の製造方法。 - 請求項5または6の回路基板の製造方法において、熱圧着工程の前に、請求項1または3に記載された脱気工程が行われる、回路基板の製造方法。
- 請求項7の回路基板の製造方法において、脱気工程が、真空度1500Pa以下の真空下で30分以上加熱温度50℃〜150℃の範囲で行われる、回路基板の製造方法。
- 熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる被着体と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる接着性フィルムとが熱接着により積層されている回路基板であって、
前記被着体フィルムの被接着表面部について、X線光電子分光分析により、C(1s)に起因する結合ピークのピーク面積の合計に占める、[C−O結合]および[COO結合]のピーク面積の和の%比率:X(%)と、
前記接着性フィルムの被接着表面部について、C(1s)に起因する結合ピークのピーク面積の合計に占める、[C−O結合]および[COO結合]のピーク面積の和の%比率:Y(%)とが以下の式(1)かつ(2)を満たしており、
38≦X+Y≦65 (1)
−8.0≦Y−X≦8.0 (2)
回路基板をJIS C 5012に準拠した方法によるはんだ浴290℃の環境下に60秒間静置した場合に、はんだ耐熱性を有し、
被着体フィルムと接着性フィルムとの間におけるJIS−C5016−1994に準拠した接着強度が1.0〜3kN/mである、回路基板。 - 請求項9の回路基板において、被着体フィルムと接着性フィルムとの間におけるJIS−C5016−1994に準拠した接着強度が1.1〜3kN/mである、回路基板。
- 請求項9または10の回路基板において、被着体フィルムと接着性フィルムの接着面に導電層が存在する場合、被着体フィルムと接着性フィルムとの間に存在する導体層の残導体率は、30%未満である、回路基板。
- 請求項9〜11のいずれか一項の回路基板において、被着体フィルムと接着性フィルムとの融点差が、60℃以内である、回路基板。
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