JPH06200057A - 液晶ポリエステル樹脂組成物の成形品の表面処理方法 - Google Patents
液晶ポリエステル樹脂組成物の成形品の表面処理方法Info
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- JPH06200057A JPH06200057A JP24948793A JP24948793A JPH06200057A JP H06200057 A JPH06200057 A JP H06200057A JP 24948793 A JP24948793 A JP 24948793A JP 24948793 A JP24948793 A JP 24948793A JP H06200057 A JPH06200057 A JP H06200057A
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- H05K3/381—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by special treatment of the substrate
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Abstract
合、高い密着強度を有し、耐熱性、耐ハンダ性、成形加
工性に優れた液晶ポリエステル樹脂組成物の成形品を提
供する。 【構成】液晶ポリエステル100重量部に対し、周期律
表1A族、2A族元素の1種または2種以上を含むケイ
酸塩10〜150重量部、数平均繊維径が15μm以下
で数平均繊維長が200μm以下である無機質の繊維状
物0〜60重量部、およびアルカリ土類金属炭酸塩0〜
50重量部を配合してなり、かつケイ酸塩と無機質の繊
維状物とアルカリ土類金属炭酸塩との合計量が10〜2
00重量部である液晶ポリエステル樹脂組成物の成形品
を、(1)アルカリ金属の水酸化物を主成分とする水溶
液にて処理し、(2)1種または2種以上の鉱酸を主成
分とする水溶液で処理し、(3)アルカリ金属の水酸化
物を主成分とする水溶液にて処理することを含む液晶ポ
リエステル樹脂組成物の成形品の表面処理方法。
Description
組成物の成形品の表面処理方法に関する。詳しくは表面
平滑性に優れ、表面に金属メッキした場合、高い密着強
度を有し、耐熱性、耐ハンダ性、成形加工性に優れた液
晶ポリエステル樹脂組成物の成形品を効率よく得るため
の表面処理法に関する。
常、紙基材フェノール樹脂積層板やガラス布基材エポキ
シ樹脂積層板などの絶縁基板に導電性材料として銅箔を
接着させたいわゆる銅張積層板の上に、レジストパター
ン形成、エッチング処理、レジストパターン除去などの
一連の処理を行なって所望の電気回路を形成させる方法
によって製造されている。しかし、この従来法には、回
路部品を取付けるための穴開け、面取り、打抜きまたは
外形加工といった煩雑な機械的加工が必要である。
プリント配線板の用途が全産業分野へ拡大されつつある
昨今において、上述の煩雑な機械的加工を必要とする従
来法に比べてより合理化された製造法の開発が望まれて
いる。その一つとして、回路部品を取り付けるための穴
等の所望の形状を予め有する絶縁基板を樹脂の射出成形
法によって成形し、この絶縁基板に導電性材料として銅
をメッキした後、この上にレジストパターン形成、エッ
チング処理、レジストパターン除去などの一連の処理を
行って所望の電気回路を形成させる製造法の開発が挙げ
られる。
を得るための材料としては、耐熱性、特にハンダ工程に
おける耐熱性(以下「ハンダ耐熱性」ということがあ
る)と機械的物性とに優れ、かつ適切な成形条件下で薄
肉成形品が得られる程度に良好な流動性を示す液晶ポリ
エステルが注目される。例えば、耐熱性ポリエステルの
製造法に関する発明として特公昭47−47870号公
報に開示されている、p−ヒドロキシ安息香酸のような
芳香族ヒドロキシカルボン酸化合物と、テレフタル酸、
イソフタル酸のような芳香族ジカルボキシ化合物と、
4,4’−ジヒドロキシジフェニルのような芳香族ジオ
キシ化合物とを重縮合して得られるポリエステルや、特
公昭63−3888号公報に開示されている、p−ヒド
ロキシ安息香酸と6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸とを
重縮合して得られるポリエステルを挙げることができ
る。
に、金属メッキ等の2次加工を行うには、樹脂層と金属
メッキ層の密着強度を向上させるために、表面粗面化処
理を行うことが必要である。しかし、液晶ポリエステル
成形品の表面は化学的に極めて安定なため、従来より一
般の樹脂で行われているような、溶剤による処理では、
充分に粗面化することができない。
公報には、クロム酸混液などでエッチング処理し、カセ
イソーダ液で中和処理を行う方法が開示されている。こ
こでは樹脂成形品中に予め易エッチング性物質を混入し
ておくことも好ましく、易エッチング性物質として、ケ
イ酸カルシウム、ウォラストナイトなどが例示され、さ
らに強化無機物としてガラス繊維や炭素繊維などを添加
できることが開示されている。しかし、この方法では、
液晶ポリエステルは耐酸性に優れるため、メッキ金属層
の引きはがし強度(ピーリング強度)が不充分であるば
かりか、廃液処理の点で環境汚染につながる恐れもあ
り、好ましくない。
(A)液晶ポリエステルと(B)平均径が15μm以下
で平均長が200μm以下である無機質繊維状物と
(C)アルカリ土類金属炭酸塩とからなる組成物の成形
品の表面を、まず水酸化ナトリウム水溶液で処理し表面
配向層を除去し、次いで無水クロム酸と濃硫酸の混酸に
より表面に露出したアルカリ土類金属炭酸塩を溶解して
表面粗化を行う方法が記載されている。しかしながら、
この方法を用いても、高いピーリング強度を示す場合が
あるものの、安定して得ることができない。
リエステルにケイ酸カルシウム、ウォラストナイトなど
のケイ酸塩、リン酸塩等の無機充填剤を添加した組成物
の成形品の表面をアルカリ水溶液でエッチングし、塩酸
で中和する方法が記載されている。この方法では、かな
り高いピーリング強度が得られるものの、表面の平滑性
が悪いため、実用性の面で未だ不充分である。
族、2A族元素の1種または、2種以上を含むケイ酸塩
を添加した組成物成形品を、例えば特開昭64−610
87号公報記載の方法で同様に処理した場合、表面平滑
性は優れるがピーリング強度は不充分であった。
に優れ、表面に金属メッキした場合、高い密着強度を有
し、耐熱性、耐ハンダ性、成形加工性に優れた液晶ポリ
エステル樹脂組成物の成形品を効率よく得るための表面
処理法を提供することを目的とするものである。
点を解決するために鋭意検討した結果、液晶ポリエステ
ルに特定のケイ酸塩を特定量配合してなる液晶ポリエス
テル樹脂組成物の成形品の表面処理方法において、特定
の処理を組合わせることにより、上記目的が達成され、
こうして処理された金属メッキ物は、表面導電層のピー
リング強度に優れるのみならず、表面平滑性に優れるた
めファインパターン形成に有益であることを見出し、本
発明に至った。
る。 (1)液晶ポリエステル100重量部に対し、周期律表
1A族、2A族元素の1種または2種以上を含むケイ酸
塩10〜150重量部、数平均繊維径が15μm以下で
数平均繊維長が200μm以下である無機質の繊維状物
0〜60重量部、およびアルカリ土類金属炭酸塩0〜5
0重量部を配合してなり、かつケイ酸塩と無機質の繊維
状物とアルカリ土類金属炭酸塩の合計量が10〜200
重量部である液晶ポリエステル樹脂組成物の成形品を、
(1)アルカリ金属の水酸化物を主成分とする水溶液に
て処理し、(2)1種または2種以上の鉱酸を主成分と
する水溶液で処理し、(3)アルカリ金属の水酸化物を
主成分とする水溶液にて処理することを含む液晶ポリエ
ステル樹脂組成物の成形品の表面処理方法。 (2)液晶ポリエステルが下式(A1 )で表される繰り
返し構造単位を少なくとも30モル%含むものである請
求項1記載の表面処理方法。
を含むケイ酸塩が、少なくともその90重量%以上が3
00メッシュ以下の大きさを有するものである請求項1
記載の表面処理方法。
成分とする水溶液にて処理することをプリエッチング処
理するといい、(2)1種または2種以上の鉱酸を主成
分とする水溶液で処理することをエッチング処理すると
いい、(3)アルカリ金属の水酸化物を主成分とする水
溶液にて処理することをリンス処理するということがあ
る。
サーモトロピック液晶ポリマーと呼ばれるポリエステル
であり、(1)芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールと
芳香族ヒドロキシカルボン酸との組み合わせからなるも
の、(2)異種の芳香族ヒドロキシカルボン酸からなる
もの、(3)芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールとの
組み合わせからなるもの、(4)ポリエチレンテレフタ
レートなどのポリエステルに芳香族ヒドロキシカルボン
酸を反応させたものなどが挙げられ、400℃以下の温
度で異方性溶融体を形成するものである。
族ジオール及び芳香族ヒドロキシカルボン酸の代わり
に、それらのエステル形成性誘導体が使用されることも
ある。
しては下記のものを例示することができるが、これらに
限定されるものではない。芳香族ヒドロキシカルボン酸
に由来する繰り返し構造単位:
ら特に好ましい液晶ポリエステルは、下式(A1 )で表
される繰り返し構造単位を少なくとも30モル%含むも
のである。
が下式(a)−(f)のものが挙げられる。
(B1 )と(B2 )の混合物、(C1 )。 (b):(A1 )、(A2 )。 (c):(a)の構造単位の組み合わせのものにおい
て、A1 の一部をA2 で置きかえたもの。 (d):(a)の構造単位の組み合わせのものにおい
て、B1 の一部をB3 で置きかえたもの。 (e):(a)の構造単位の組み合わせのものにおい
て、C1 の一部をC3 で置きかえたもの。 (f):(b)の構造単位の組み合わせたものにB1 と
C2 の構造単位を加えたもの。 基本的な構造となる(a)、(b)の液晶ポリエステル
については、それぞれ、例えば特公昭47−47870
号公報、特公昭63−3888号公報などに記載されて
いる。
族元素の1種または2種以上を含むケイ酸塩としては、
ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸ナトリ
ウム、ウォラストナイト等の化合物が挙げられるが、こ
れらの中ではウォラストナイトが好ましい。ウォラスト
ナイトは主成分がCaSiO3 で表される化学組成をも
つ白色天然物でα型とβ型の結晶構造を有する。一般
に、α型は塊状構造、β型は針状構造をもつとされてい
るが、本発明で用いられるウォラストナイトは、そのど
ちらか一方、あるいは両者の混合物でもよい。ウォラス
トナイトの大きさは特に限定されないが、少なくとも全
体の90重量%以上が300メッシュ以下の大きさであ
るものが好ましい。
名NYAD325、NYAD400、NYAD1250
(米国、NYCO社製)、商品名Kemolit AS
B−3、Kemolit ASB−4(インド、Wol
kem社製)などが挙げられる。
m以下で数平均繊維長が200μm以下である無機質の
繊維状物としては、このような平均径と平均長とを有す
るガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、Al2 O3 とS
iO2 とを主成分とするセラミック繊維、ボロン繊維、
炭化ケイ素繊維、アルカリ金属・メタリン酸塩繊維、ア
スベスト繊維などを例示することができる。これらの中
で特にガラス繊維が好ましい。ガラス繊維としては、商
品名EFH75−01、EFDE90−01(セントラ
ル硝子(株)製)、REV−8(日本硝子繊維(株)
製)などがある。本発明で用いられるアルカリ土類金属
炭酸塩のアルカリ土類金属としては、マグネシウム、カ
ルシウム、ストロンチウム、バリウム等を例示すること
ができる。好ましいアルカリ土類金属炭酸塩は、炭酸カ
ルシウム、炭酸マグネシウム、および炭酸カルシウムと
炭酸マグネシウムの共晶体(いわゆるドロマイト)であ
る。これらは単独で、または2種以上を混合して用いら
れる。
ル樹脂組成物としては、液晶ポリエステル100重量部
に対して、周期律表1A族、2A族元素の1種または2
種以上を含むケイ酸塩10〜150重量部、および数平
均繊維径が15μm以下で数平均繊維長が200μm以
下である無機質の繊維状物0〜60重量部およびアルカ
リ土類金属炭酸塩0〜50重量部を配合してなり、かつ
該ケイ酸塩と無機質の繊維状物の合計量が10〜200
重量部である。
場合は、成形品の異方性が著しく、金属メッキ後の密着
強度も不充分である。一方、150重量部を越える場合
は、成形品の表面平滑性が損なわれるだけでなく、金属
メッキ後の密着強度も低下する。該無機質の繊維状物を
配合することにより、成形品の機械的強度は向上する
が、60重量部を越えると表面平滑性が低下し、一方、
60重量部以下であっても該ケイ酸塩との合計量が20
0重量部を越えると溶融流動性が著しく低下し、成形品
の表面平滑性も著しく低下する。該アルカリ土類金属炭
酸塩の配合量が50重量部を越える場合は、成形時の熱
安定性が低下し好ましくない。さらに好ましい配合量
は、液晶ポリエステル100重量部に対し、該ケイ酸塩
40〜140重量部、および該無機質の繊維状物0〜4
0重量部、アルカリ土類金属0〜30重量部、かつ、該
ケイ酸塩と無機質繊維状物とアルカリ土類金属との合計
量が40〜160重量部である。
物を主成分とする水溶液としては、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、水酸化リチウム等の水溶液が挙げられ
る。これらの中で水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが
好ましい。これらは単独で、または両者を混合して用い
られる。
する水溶液での処理条件は、プリエッチング処理に用い
られる場合は、濃度10〜30重量%、温度50〜80
℃において、成形品を浸漬することが好ましく、リンス
処理に用いられる場合は、濃度1〜10重量%、温度2
0〜50℃において成形品を浸漬することが好ましい。
いずれの場合も、該濃度、温度範囲よりも低い場合、処
理効果が極めて低い。また、該濃度、温度範囲よりも高
い場合は、液晶ポリエステルの強度低下を招き、表面平
滑性を損なう。
鉱酸を主成分とする水溶液は、塩酸、硫酸、硝酸、リン
酸またはそれらの混酸等の水溶液である。これら鉱酸を
主成分とする水溶液での処理条件は、濃度5〜30重量
%、温度10〜70℃において、成形品を浸漬すること
が好ましい。この濃度、温度範囲以外の処理条件を用い
た場合、効果が極めて低いか、本発明の特性を損なうた
め好ましくない。
物を主成分とする水溶液および1種または2種以上の鉱
酸を主成分とする水溶液には、液晶ポリエステルの表面
分解物を溶解し、表面洗浄性を向上するために、有機溶
剤、界面活性剤、キレート剤の1種または2種以上を添
加して用いることができる。なお、プリエッチング処
理、エッチング処理およびリンス処理のいずれにおいて
も、水溶液を攪拌していてもよい。
て、本発明の目的を損なわない範囲で、タルク、マイ
カ、クレイ、ガラスビーズなどの無機充填材、フッ素樹
脂などの離型改良剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸
収剤、染料、顔料などの着色剤などの通常の添加剤の1
種または2種以上を添加することができる。また、少量
の熱可塑性樹脂、例えば、ポリアミド、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、ポリフェニレンエーテルおよびその変性
物、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエ
ーテルイミドなどや少量の熱硬化性樹脂、例えば、フェ
ノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの1
種、または2種以上を添加することもできる。
の配合手段は特に限定されず、各成分を各々別々に溶融
混合機に供給するか、またはこれらの原料成分を乳鉢、
ヘンシェルミキサー、ボールミル、リボンブレンダーな
どを利用して予備混合してから溶融混合機に供給するこ
ともできる。
れらに限定されるものではない。なお、実施例中の物性
は次の方法で測定された。 流動温度:内径1mm、長さ10mmのノズルをもつ毛
細管レオメーターを用い、100kg/cm2 の荷重下
において、4℃/分の昇温速度で加熱溶融体をノズルか
ら押し出すときに、溶融粘度が48,000ポイズを示
す温度。 表面粗さ(Ra):厚みが1.6mmのASTM1号ダ
ンベル試験片を成形し、後述の工程に基づいて無電解メ
ッキ処理した試験片表面の平均粗さRaを、触針式表面
粗さ計(小坂研究所製サーフコーダSE−30D型)で
測定した。 ピーリング強度:厚みが1.6mmのASTM1号ダン
ベル試験片を成形し、後述の工程に基づいて無電解メッ
キ処理した試験片を、硫酸銅220g/l溶液中、2A
/dm2 の電流密度で120分間通電し50μm厚のメ
ッキ膜を形成した。その試験片をJIS C6481
(90°剥離、剥離速度100mm/min)に準拠し
てピーリング強度を測定した。
STM1号ダンベル試験片を次に示す1.表面粗化工程
に引き続き2.無電解メッキ工程により、メッキ処理し
た。 1.表面粗化工程 (1)脱脂工程 商品名エースクリーンA−220(奥野製薬工業(株)
製)40g/l溶液に50℃で5分間浸漬する。 (2)水洗 (3)プリエッチング工程 水酸化ナトリウム20重量%溶液に70℃で30分間浸
漬する。 (4)水洗 (5)エッチング工程 濃塩酸10重量%と商品名TNエッチャント(奥野製薬
工業(株)製)200ml/lとの混合溶液に40℃で
10分間浸漬する。 (6)水洗 (7)リンス工程 水酸化ナトリウム3重量%溶液に40℃で10分間浸漬
する。 (8)水洗
150ml/l溶液に40℃で5分間浸漬する。 (10)水洗 (11)キャタライジング工程 商品名キャタリストC(奥野製薬工業(株)製)40m
l/lと濃塩酸140ml/lとの混合溶液に28℃で
3分間浸漬する。 (12)水洗 (13)アクセレーティング工程 濃硫酸100ml/l溶液に40℃で5分間浸漬する。 (14)水洗 (15)無電解メッキ工程 商品名OPCカッパーH−1(奥野製薬工業(株)製)
60mlと商品名OPCカッパーH−2(奥野製薬工業
(株)製)8ml/lと商品名OPCカッパーH−3
(奥野製薬工業(株)製)250ml/lと37%ホル
マリン溶液6ml/lとの混合溶液に55℃で15分間
浸漬し2〜3μm厚の銅膜を形成する。
2 ):(C1 )=60:15:5:20であり、流動温
度が321℃である液晶ポリエステルAと、少なくとも
全体の90重量%以上が300メッシュ以下の大きさを
有するウォラストナイトNYAD400(NYCO社
製)とを表1に示した組成でヘンシェルミキサーを用い
て混合し、二軸押出機(池貝鉄工(株)製PCM−30
型)を用いて、シリンダー温度340〜350℃で溶融
混練した後、ストランドを水冷後切断してペレットを得
た。
工業(株)製PS40E50ASE型、シリンダー温度
350〜360℃、金型温度130℃)、厚み1.6m
mのASTM1号ダンベル試験片を得た。この試験片
を、前述の工程に基づいて無電解メッキ処理を行い、表
面粗さRaを測定した。さらに、電解メッキ処理を行
い、ピーリング強度を測定した。結果を表1に示す。い
ずれの組成においても、本発明の表面処理を行うことに
より、メッキ後の表面粗さRaは小さく表面平滑性に優
れ、高いピーリング強度を示している。
粗化工程中のリンス工程を行わなかったほかは、同じ方
法で各項目を測定した。結果を表1に示す。リンス工程
を行わないと、表面粗さRaは大きく表面平滑性が損な
われピーリング強度も極めて低く測定限界以下であっ
た。
ォラストナイトに、数平均繊維径6μm、数平均繊維長
50μmのミルドガラス繊維を表1に示した組成で混合
し、実施例1〜4と同じ方法で試験片を得、各項目の測
定を行った。結果を表1に示す。ウォラストナイトに加
え、ガラス繊維を混合した組成物の成形品であっても表
面粗さRaは小さく表面平滑性に優れ、高いピーリング
強度を示している。
粗化工程中のリンス工程を行わなかったほかは、同じ方
法で各項目を測定した。結果を表1に示す。リンス工程
を行わないと、比較例1と同様に表面平滑性が損なわ
れ、ピーリング強度も極めて低かった。
ォラストナイトに、実施例5〜7で用いたものと同じミ
ルドガラス繊維を表1に示した組成で混合し、実施例1
〜4に準じて試験片を得て各項目の測定を行った。結果
を表1に示す。液晶ポリエステル100重量部に対し、
ウォラストナイト10重量部より少ない組成のもの(比
較例3)では、表面粗さは小さいものの、ピーリング強
度は極めて小さかった。
の(比較例4)では、表面粗さは大きくなり、ピーリン
グ強度も極めて小さかった。また、ウォラストナイトが
10〜150重量部、ガラス繊維が0〜60重量部の間
にあっても、ウォラストナイトとガラス繊維の合計量が
200重量部を越えるもの(比較例5)は、同様に表面
粗さRaは大きく、ピーリング強度も低かった。
ォラストナイト、およびミルドガラス繊維に、ドロマイ
ト(商品名マイクロドール1、林化成(株)製)を表1
に示した組成で混合し、実施例1〜4と同じ方法で試験
片を得、各項目の測定を行った。結果を表1に示す。本
組成物は、表面粗さRaが小さく表面平滑性に優れ、高
いピーリング強度を示していることがわかる。 比較例6 実施例10の組成物成形品をメッキ処理する際、1.表
面粗化工程中のリンス工程を行わなかったほかは、同じ
方法で各項目を測定した。結果を表1に示す。リンス工
程を行わないと、表面平滑性が損なわれ、ピーリング強
度も極めて低かった。
成形品の表面処理方法によれば、表面平滑性に優れ、表
面に金属メッキした場合、高い密着強度を有し、耐熱
性、耐ハンダ性、成形加工性に優れた液晶ポリエステル
樹脂組成物の成形品を効率よく得ることができる。特
に、所望の形状を有するプリント配線基板を射出成形で
容易に得ることができ、微細な線幅をもった回路を形成
させることが可能となる。本発明の液晶ポリエステル樹
脂組成物の成形品の表面処理方法は、プリント配線以外
のメッキすべき種々の用途にも使うことができる。
Claims (3)
- 【請求項1】液晶ポリエステル100重量部に対し、周
期律表1A族、2A族元素の1種または2種以上を含む
ケイ酸塩10〜150重量部、数平均繊維径が15μm
以下で数平均繊維長が200μm以下である無機質の繊
維状物0〜60重量部、およびアルカリ土類金属炭酸塩
0〜50重量部を配合してなり、かつケイ酸塩と無機質
の繊維状物とアルカリ土類金属炭酸塩の合計量が10〜
200重量部である液晶ポリエステル樹脂組成物の成形
品を、(1)アルカリ金属の水酸化物を主成分とする水
溶液にて処理し、(2)1種または2種以上の鉱酸を主
成分とする水溶液で処理し、(3)アルカリ金属の水酸
化物を主成分とする水溶液にて処理することを含む液晶
ポリエステル樹脂組成物の成形品の表面処理方法。 - 【請求項2】液晶ポリエステルが下式(A1 )で表され
る繰り返し構造単位を少なくとも30モル%含むもので
ある請求項1記載の表面処理方法。 【化1】 - 【請求項3】周期律表1A族、2A族元素の1種又は2
種以上を含むケイ酸塩が、少なくともその90重量%以
上が300メッシュ以下の大きさを有するものである請
求項1記載の表面処理方法。
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