JPH11348178A - ポリマ―フィルムを用いたコ―ティング方法および金属箔積層体の製造方法 - Google Patents

ポリマ―フィルムを用いたコ―ティング方法および金属箔積層体の製造方法

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JPH11348178A
JPH11348178A JP11050623A JP5062399A JPH11348178A JP H11348178 A JPH11348178 A JP H11348178A JP 11050623 A JP11050623 A JP 11050623A JP 5062399 A JP5062399 A JP 5062399A JP H11348178 A JPH11348178 A JP H11348178A
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稔 小野寺
Toshiaki Sato
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 異方性を解消した、すなわち等方性を向上し
た、光学的異方性の溶融相を形成し得るポリマーのコー
ト層を形成する手段、特に厚さが薄いコート層を形成す
る手段を提供する。 【解決手段】 光学的異方性の溶融相を形成し得るポリ
マーから成形されて分子配向度が1.3以下のフィルム
2を被コート体3に熱圧着した後、前記フィルム2の薄
い層2aを被コート体3上に残すように、フィルム2b
を引き剥がす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属層などの素地
に圧着された、光学的異方性の溶融相を形成し得るポリ
マー(以下、「液晶ポリマー」ということがある)から
成形されるフィルム(以下、「液晶ポリマーフィルム」
ということがある)の一部を引き剥がして得られる、等
方性のコート層を有するコート体、およびこの製造方法
に関する。本発明は、さらに、金属箔に圧着された液晶
ポリマーフィルムの一部を層の厚さ方向に引き裂いて得
られる、液晶ポリマーの金属箔積層体、およびこの製造
方法に関する。ここで、コート体とは、被コート体に液
晶ポリマーをコートして液晶ポリマーコート層を形成さ
せた物体をいう。
【0002】
【従来の技術】液晶ポリマーには、(1) 金属箔と直接熱
圧着できること、(2) 高い耐熱性を有すること、(3) 低
吸湿性であること、(4) 熱寸法安定性に優れること、
(5) 湿度寸法安定性に優れること、(6) 高周波数特性に
優れること、(7) 有毒なハロゲン、燐、アンチモン等を
含んだ難燃剤を加えなくても難燃性であること、(8) 耐
薬品性に優れること、(9) 耐放射線性に優れること、(1
0)熱膨張係数が制御できること、(11)低温でもしなやか
であること、(12)高ガスバリヤ性(酸素などの気体の透
過率が非常に低いこと)であることなどの特長がある。
【0003】近年この優れた液晶ポリマーを金属箔やシ
リコン平板やセラミックス平板などの被コート体に薄く
コーティングすることで、精密回路基板、多層回路基
板、封止材、パッケージカンなどに用いる材料を構成し
たいとする要求が特に高まっている。また、耐熱性、耐
薬品性、低吸水性、ガスバリヤ性を活かして、腐食され
やすい金属等の保護層としてのコーティングが要求され
ている。
【0004】まず、第1の問題点について述べる。物体
の表面に樹脂などの薄い皮膜を形成させることは、ライ
ニング加工、コーティング加工としてよく知られてお
り、両者は一般には次のように区別されている。コーテ
ィングは素地に連続した皮膜を形成し、汚染、腐食から
の保護と美観を与える装飾性が主目的であるが、非粘着
性や低摩擦性付与の目的にも利用され、ライニングは腐
食、エロージョンなどの化学的、物理的に厳しい環境下
で使用される容器(槽)、管の保護用内装肉厚皮膜形成
法であり、両者は種々の点で類似した面があって区別は
難しい。一般に、一つは皮膜の厚さ0.5mm 以上のものを
ライニング、それ以下のものをコーティングと称するの
が普通であるとされ、他方では、コーティングは主とし
て構造物の表面上に数十ミクロン程度の膜を形成するこ
とであり、ライニングは数百ミクロン以上の場合をいう
とされている。いずれにせよ、本発明は、液晶ポリマー
の非常に薄い皮膜(厚さ25μm以下、主として15μ
m以下)を素地に形成する技術に関連しているから、コ
ーティングに関するものであると言える。
【0005】コーティングの性能の重要な項目として温
度変化に対する耐久性がまず注目されるが、これは被コ
ート体とコーティング層の熱膨張係数の違いに如何に対
処できるかが問題となるとされている。コーティング方
法の代表的なものは、ディッピング法(浸漬法)、
フローコーター法、カーテンコーター法、ロールコ
ーター法、電着法、刷毛塗り法、スプレー法、
気相コーティング法であるが、液晶ポリマーのコーティ
ングの場合はこれら従来のコーティング法を適用するこ
とができない。その理由は、液晶ポリマー分子は分子が
相互に同じ方向に配列しやすい、すなわち配向しやす
い、という液晶ポリマー特有の性質に起因して、溶融液
晶ポリマーを薄く膜状にする過程で加わる力によって配
向してしまい、配向の方向とその直角方向では熱膨張係
数などの物性が大幅に異なる(すなわち異方性である)
ために、例えば被コート体と液晶ポリマーコート層の熱
膨張係数を平面内すべての方向において合わせることが
できないためである。従来技術により被コート体表面に
比較的厚く、例えば厚さ50μm以上で、液晶ポリマー
膜を形成することは可能であるが、形成された液晶ポリ
マー膜は異方性であり、コート層としては実用に供する
ことはできなかった。まして、等方性の向上した液晶ポ
リマーコート層を薄く、例えば厚さ15μm以下に、す
る技術は従来なかったものである。
【0006】次に、第2の問題点について述べる。エレ
クトロニクス分野における回路基板等には、導電性の金
属箔と電気絶縁性のフィルム状絶縁材料(フィルムある
いはシートあるいはフィルムやシート形状に金属箔上に
コートされたもの)とを重ね合わせて圧着してなる金属
箔積層体が用いられる。かかる金属箔積層体には、2つ
の金属箔層の間に電気絶縁層が挟み込まれた形態の両面
金属箔積層体と、1つの金属箔層と電気絶縁層が合わさ
れた形態の片面金属箔積層体の2形態があり、電気絶縁
層には、上記の特長を有する液晶ポリマーが理想的な材
料の一つであるとされている。
【0007】上記の液晶ポリマーの特長を消失させない
液晶ポリマー金属箔積層体の製造方法として、従来より
次に述べる方法が知られている。両面積層体の場合
は、2枚の金属箔の間に液晶ポリマーフィルムを挟み、
熱平板あるいは熱ロールで熱プレスして、液晶ポリマー
フィルムを溶融させ、金属箔と液晶ポリマーとを熱圧着
させることにより製造する。一方、片面積層体の場合
は、1枚の金属箔と1枚の離型フィルムとの間に液晶ポ
リマーフィルムを挟み、熱平板あるいは熱ロールで熱プ
レスして、液晶ポリマーフィルムを溶融させ、金属箔と
液晶ポリマーとを熱圧着させたあと、該離型フィルムを
剥がし除去することによって製造する。
【0008】かかる従来技術の製造方法において、両面
金属積層体の場合は特に問題はないが、片面金属積層体
の場合は、離型フィルムを剥がし除去しなければならな
いために、離型フィルムが無駄になり、製造コストがそ
れだけ高くなることが重大な問題であった。しかも、液
晶ポリマーフィルムを溶融するためには300℃付近の
高温にする必要があるために、離型フィルムとしては、
優れた耐熱性フィルムでなければならないので、テフロ
ン、ポリイミド等の高価なものが必要であり、離型フィ
ルムのためのコスト高は、実際上、液晶ポリマーの片面
金属箔積層体のコマーシャルベースの製造を非常に困難
にするものであった。
【0009】また、近年エレクトロニクス分野を中心
に、回路基板の厚さを薄くしたいという要求は益々強く
なってきている。上述したように、液晶ポリマーは回路
基板の電気絶縁層に適しているため、薄い液晶ポリマー
層と金属箔層とで構成される回路基板の実現は強く要請
されている。
【0010】したがって、薄い液晶ポリマー層として、
液晶ポリマーフィルムが必要であるが、普通に製膜すれ
ば一方向に強い分子配向をもつフィルムとなる。一方向
に強い分子配向をもつフィルムは、分子配向の方向に引
き裂けやすく、また熱寸法変化率も分子配向の方向とそ
の直角方向とでは著しく異なるフィルム、すなわち異方
性フィルムであって、回路基板の電気絶縁層材料として
用いることは難しい。しかし、第1の問題点で示したよ
うに、電気絶縁材料としての等方性液晶ポリマーを15
μm以下の薄いフィルムにはしにくく、特に膜厚が10
μm以下のフィルムは、非常に製造しにくいものであっ
て、これまで報告された例はない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、第1の問題
を解消するために、異方性を解消した、すなわち等方性
を向上した、液晶ポリマーコート層を形成する手段を提
供するものであり、特に厚さが薄い液晶ポリマーコート
層を形成する手段を提供するものである。
【0012】また、本発明は、第2の問題を解消するた
めに、液晶ポリマーの片面金属箔積層体の製造におい
て、離型フィルムを必要としない片面金属箔積層体の製
造方法を提供するものである。さらに、本発明は、異方
性を解消した液晶ポリマー電気絶縁層と金属箔層とで構
成される積層体をも提供する。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明に係るコーティン
グ方法は、液晶ポリマーから成形されて分子配向度SO
Rが1.3以下のフィルムを被コート体に熱圧着により
接合した後、前記フィルムの薄い層を被コート体上に残
すように、フィルムを引き剥がす。これにより、容易に
薄い液晶ポリマーコート層を形成することができる。本
発明に係る被コート体上に残されたコート層を有するコ
ート体は、光学的異方性の溶融層を形成し得るポリマー
のコート層を有し、前記ポリマーの層の分子配向度が
1.3以下である。また、本発明に係る被コート体の好
ましい実施形態は、前記コート層の厚さが15μm以下
である。したがって、本発明に係るコート体のコート層
は、薄さを確保しながらも、等方性であるので、液晶ポ
リマーの上述の優れた特長を利用して、精密回路基板、
多層回路基板、封止材、パッケージカンなどの材料とす
ることができる。
【0014】ここで、分子配向度SOR(Segment Orien
tation Ratio) とは、分子を構成するセグメントについ
ての分子配向の度合いを与える指標をいい、従来のMO
R(Molecular Orientation Ratio) とは異なり、物体の
厚さを考慮した値である。この分子配向度SORは、以
下のように算出される。
【0015】まず、周知のマイクロ波分子配向度測定
機、例えば、図6に示す、KSシステムズ社製のマイク
ロ波分子配向度測定機61を用いて、液晶ポリマーフィ
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)が測定される。この測定機61は、液晶ポリマー
フィルム65に照射する所定波長のマイクロ波MWを発
生させるマイクロ波発生装置63、マイクロ波共振導波
管64および透過強度検出手段68を備えている。上記
マイクロ波共振導波管64は、その中央部に、マイクロ
波MWの進行方向にフィルム面が垂直になるようにフィ
ルム65を配置し、このフィルム65を、図示しない回
転機構により、マイクロ波MWの進行方向と垂直な面内
でR方向に回転可能な状態にして保持するとともに、フ
ィルム65を透過するマイクロ波MWを、両端部に設け
られた一対の反射鏡67,67で反射させることにより
共振させるものである。上記フィルム65を透過した後
のマイクロ波透過強度は、透過強度検出手段68により
検出される。上記透過強度検出手段68は、上記マイク
ロ波共振導波管64内の後方の所定位置に挿入した検出
素子68aにより、マイクロ波の透過強度を測定する。
【0016】そして、このマイクロ波透過強度の測定値
に基づいて、次式により、m値(屈折率と称する)が算
出される。 m=(Z0 /△z)×(1−νmax /ν0 ) ただし、Z0 は装置定数、△zは被測定物体の平均厚、
νmax はマイクロ波の振動数を変化させたときの最大マ
イクロ波透過強度を与える振動数、ν0 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。
【0017】つぎに、マイクロ波の振動方向に対する物
体の上記R方向の回転角が0°のとき、つまり、マイク
ロ波の振動方向と、物体の分子が最もよく配向されてい
る方向であって、最小マイクロ波透過強度を与える方向
とが合致しているときのm値をm0 、回転角が90°の
ときのm値をm90として、分子配向度SORはm0 /m
90により算出される。
【0018】理想的な等方性フィルムでは、この指標S
ORは1であり、通常Tダイ製膜法で得られる一方向に
強く分子配向した液晶ポリマーフィルムのSORは1.
5程度である。また、通常等方性インフレーション製膜
法で得られる等方性フィルムのSORは1.3以下であ
る。また、液晶ポリマーとは、半1型液晶ポリマー、全
1型液晶ポリマー、半2型液晶ポリマー、全2型液晶ポ
リマー[末長純一著「成形・設計のための液晶ポリマ
ー」シグマ出版]などすべての液晶ポリマーを含むもの
である。
【0019】液晶ポリマーの代表例として、以下に例示
する(1)から(4)に分類される化合物およびその誘
導体から導かれる公知のサーモトロピック液晶ポリエス
テルおよびサーモトロピック液晶ポリエステルアミドを
挙げることができる。ただし、高分子液晶を形成するた
めには、種々の原料化合物の組合せに適当な範囲がある
ことは言うまでもない。
【0020】(1)芳香族または脂肪族ジヒドロキシ化
合物(代表例は表1参照)
【0021】
【表1】
【0022】(2)芳香族または脂肪族ジカルボン酸
(代表例は表2参照)
【0023】
【表2】
【0024】(3)芳香族ヒドロキシカルボン酸(代表
例は表3参照)
【0025】
【表3】
【0026】(4)芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシ
アミンまたは芳香族アミノカルボン酸(代表例は表4参
照)
【0027】
【表4】
【0028】(5)これらの原料化合物から得られる液
晶ポリマーの代表例として、表5に示す構造単位を有す
る共重合体(a)〜(e)を挙げることができる。
【0029】
【表5】
【0030】これらの液晶ポリマーは、フィルムの耐熱
性、加工性の点で200〜400℃、特に250〜35
0℃の範囲内に光学的異方性の溶融相への転移温度を有
するものが好ましい。また、フィルムとしての物性を損
なわない範囲内で、滑剤、酸化防止剤、充填材等を配合
してもよい。
【0031】上記液晶ポリマーよりなるフィルムは、T
ダイ法、インフレーション法、これらの方法を組み合わ
せた方法等の公知の製造方法によって成形される。特に
インフレーション法では、フィルムの機械軸方向(以
下、MD方向と略す)だけでなく、これと直交する方向
(以下、TD方向と略す)にも応力が加えられて、MD
方向とTD方向における機械的性質および熱的性質のバ
ランスのとれたフィルムが得られるので、より好適に用
いることができる。
【0032】本発明の重要な点は、コーティング材料と
して等方性液晶ポリマーフィルムを用いることであり、
仮に分子配向度SORが1.3を越える異方性液晶ポリ
マーフィルムをコーティング材料として用い、これをコ
ーティングした後に加熱して異方性液晶ポリマーコート
層を溶融したとしても、これが等方性液晶ポリマーコー
ト層に転じるものではない。このことは液晶ポリマーの
分子物性に関する基本的な挙動であって、異方性液晶ポ
リマーコート層を液晶ポリマーの融点より35℃高い温
度に加熱しても等方性にならないことが、本発明者らに
より確認されている。
【0033】また、被コート体の材質は、金属、ガラ
ス、セラミックスなどの無機物質、プラスチック、木
材、繊維などの有機物質で、液晶ポリマーを熱圧着させ
るに必要な温度以上の軟化点をもつものが用い得る。こ
こには液晶ポリマー自体も被コート体の材質として含ま
れる。例えば、フィラーやガラスクロスなどの強化材入
りあるいはフィラーやガラスクロスなしの被コート体の
表面改質(接着性、力学物性、摩擦物性、表面濡れ性、
ガスバリヤ性、耐薬品性、耐溶剤性、溶剤親和性、美的
外観、などの向上)などのために、被コート体の表面に
液晶ポリマーコート層を設けることがある。
【0034】特に本発明の液晶ポリマーコート層は、電
子回路基板を構成する部品、あるいは電子回路を保持す
ることに適しており、かかる場合は金属箔が被コート体
となることが多い。金属箔の材質としては、電気的接続
に使用されるような金属等から選択され、好ましくは
金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、鉄、鋼、錫、真
鍮、マグネシウム、モリブデン、銅/ニッケル合金、銅
/ベリリウム合金、ニッケル/クロム合金、炭化珪素合
金、グラファイト、およびこれらの混合物からなる群か
ら選択することが可能である。
【0035】本発明における第2の特徴は、先ず厚い等
方性液晶ポリマーフィルムを被コート体に熱圧着して、
しかる後に、被コート体より該フィルムを引き剥がし、
該被コート体上に薄い液晶ポリマーコート層を残すこと
にある。これは、通常のポリマーでは難しいことである
が、液晶ポリマーフィルム特有の優れた層内剥離性(フ
ィルム内部で雲母のように薄い層状に剥離される性質)
を利用して初めて可能になるコーティング方法である。
この優れた層内剥離性を維持したまま等方性液晶ポリマ
ーフィルムを被コート体に熱圧着するためには、加熱温
度を液晶ポリマーの融点以上に上げないことが重要であ
る。
【0036】かかる方法で被コート体の表面に形成され
た液晶ポリマーコート層は、さらに融点以上に加熱する
ことにより、層内剥離性を失わせることができる。ま
た、液晶ポリマーコート層表面を他の物体表面にあわせ
液晶ポリマーの融点以上の温度で、被コート体と他の物
体とを熱圧着する場合においては、この熱圧着の過程で
液晶ポリマーコート層が融点以上に加熱されるために液
晶ポリマーコート層で層内剥離が起こることはない。
【0037】本発明に係る等方性液晶ポリマーを有する
コート体は、液晶ポリマーコート層の厚さが15μm以
下であることが好ましい。液晶ポリマーフィルムの製膜
技術は非常に高度な技術であり、薄いフィルムを製造す
ることは困難で製造コストが高くなる。通常、厚さ20
μm以上の液晶ポリマーフィルムは安定に製造すること
ができるので、液晶ポリマーコート層を20μm以上で
形成することは比較的容易であって、場合によっては上
述の引き剥がし過程を必要とせず液晶ポリマーコート層
を形成することもできる。むろん、引き剥がすことによ
り引き剥がし面が微細な粗さを有するようになり接着剤
で接着する面として好ましいものになるので、厚さ20
μm以上の液晶ポリマーコート層を引き剥がし過程を経
て形成することが重要であることも多い。本発明に係る
コート体は、特に電子回路基板およびその部品用途にお
いて、薄い液晶ポリマーコート層が要求される場合に有
効なものであって、厚さ20μm以下、特に厚さ15μ
m以下の等方性液晶ポリマーコート層を設けるために
は、請求項1に述べられた方法が実用上唯一のものであ
る。実現できる液晶ポリマーコート層の平均厚の下限は
限りなく0に近く、例えば平均厚が1μm以下であるよ
うな液晶ポリマーコート層は容易に実現することがで
き、精密に制御された条件下では平均厚0.1μm以下
であるような等方性液晶ポリマーコート層も実現するこ
とができる。
【0038】本発明に係る等方性液晶ポリマーコート層
を有するコート体は、等方性液晶ポリマーコート層の熱
膨張係数が被コート体の熱膨張係数と同等であることが
好ましい。先に「従来の技術」の項で述べたように液晶
ポリマーコート層の熱膨張係数が被コート体の熱膨張係
数とできる限り近いことが望ましい。特に、100℃の
温度変化に対して被コート体とコート層の寸法変化のず
れが0.2%以下であれば、エレクトロニクス部品等の
精密なコート層として使用できる。したがって、ここで
等方性液晶ポリマーコート層の熱膨張係数と被コート体
の熱膨張係数が同等であるとは、被コート体表面の熱膨
張係数に対してプラスマイナス20ppm/℃(すなわ
ち、プラスマイナス1000分の2%/℃)であること
である。このように、被コート体とコート層の熱膨張係
数を近づけることは、最も単純にはコート層の原料とな
る液晶ポリマーフィルムの熱膨張係数を被コート体の熱
膨張係数と同等にしておくことであるが、原材料である
液晶ポリマーフィルムの熱膨張係数が被コート体の熱膨
張係数と異なっていても、該液晶ポリマーフィルムを用
いて形成された液晶ポリマーコート層を加熱処理するこ
とにより、双方の熱膨張係数を同等にすることが可能で
ある。加熱処理において非常に精密に加熱温度をコント
ロールすれば被コート体とコート層の熱膨張係数を測定
誤差範囲内で一致させることも可能である。液晶性を示
さない通常の熱可塑性ポリマーやエポキシ樹脂のような
熱硬化性樹脂をコート層に用いる場合に熱膨張係数を制
御するためには、無機粉体や無機クロスをコート層に組
み入れてその分率を制御することやコート層を構成する
ポリマー分子の架橋密度を制御するなどの特別の操作を
実施しなければならないが、液晶ポリマーコート層の場
合は、液晶ポリマー分子の特異な性質を利用することに
よって、加熱処理という単純な操作で実現することが可
能である。
【0039】上述したように、本発明は液晶ポリマーの
分子が配向しやすく、フィルム状に成形した場合には優
れた層内剥離性をもつという特徴を利用したもので、被
コート体表面に熱圧着した液晶ポリマーフィルムを引き
剥がす過程において層内剥離を発生させ、原材料である
液晶ポリマーフィルムの厚さ方向の一部を被コート体上
に残留させることにより、容易に薄い液晶ポリマーコー
ト層を形成するものである。
【0040】次に説明する本発明の液晶ポリマーの金属
箔積層体の製造方法は、上記の液晶ポリマーコーティン
グにおいて、被コート体が金属箔の場合であり、液晶ポ
リマーの層内剥離性という特徴を利用して製造する点
で、本発明の液晶ポリマーコーティングと関連性があ
る。
【0041】本発明の片面金属箔積層体の製造方法は、
液晶ポリマーの層とその上面に接合された金属箔層と下
面に接合された金属箔層とからなる両面金属箔積層体
を、前記ポリマーの層の厚さ方向に上面と下面に引き裂
くことによって、液晶ポリマーの層とその上面の金属箔
層とからなる第1の片面金属箔積層体と、液晶ポリマー
の層とその下面の金属箔層とからなる第2の片面金属箔
積層体とに分割する。これにより、片面金属箔積層体
が、従来手法では必要であった離型フィルムを使用する
ことなく製造でき、また、一回のプロセスで2枚の片面
金属箔積層体が製造できるので製造速度はほぼ2倍にな
る。
【0042】本発明の片面金属箔積層体の製造方法で
は、前記両面金属箔積層体は、液晶ポリマーから成形さ
れるフィルムを2枚の金属箔で層状に挟み、これを熱プ
レスして製造されることが好ましい。本発明の片面金属
箔積層体は上記の製造方法によって得られるものであ
る。本発明の片面金属箔積層体は前記液晶ポリマーの層
が15μm以下であることが好ましい。本発明の片面金
属箔積層体は、前記液晶ポリマーの層の分子配向度が
1.3以下であることが好ましい。
【0043】本発明の実装回路基板は、上記の片面金属
箔積層体を用い、その積層体上に電子部品を搭載して接
続してなる。本発明の多層実装回路基板は、上記の片面
金属箔積層体に、この積層体または他の積層体を重ねて
なる多層積層体を用い、その多層積層体上に電子部品を
搭載して接続してなる。
【0044】本発明の両面金属箔積層体の製造方法で
は、前記片面金属箔積層体の前記ポリマーの層側に金属
箔を重ね合わせて熱プレスして、両面金属箔積層体を製
造する。本発明の両面金属箔積層体は上記の製造方法に
よって得られるものである。
【0045】本発明の片面金属箔積層体の製造装置は、
2枚の金属箔で層状に挟まれた、液晶ポリマーから成形
されるフィルムを厚さ方向に熱プレスする熱プレス装置
と、熱プレスによって形成された液晶ポリマーの層とそ
の上面の金属箔層と下面の金属箔層とからなる両面金属
箔積層体を、前記ポリマーの層の厚さ方向に上面と下面
に引き裂く分割装置とを備える。
【0046】本発明における重要なポイントは、液晶ポ
リマー層が、上述した層内剥離性により厚さ方向で2分
される性質を利用することであり、この性質を消失せし
めることなく目的とする片面金属箔積層体を作るに至ら
しめることである。このためには、液晶ポリマー層を軟
化させても溶融させないことが必須であり、液晶ポリマ
ー層の温度を融点を越えて上昇せしめてはならない。し
かし、液晶ポリマー層は、必ずしも一定の融点を示すも
のではなく、融点は液晶ポリマー層に加えられる熱履歴
などに依存する。例えば、液晶ポリマーフィルムあるい
は層を、融点付近ではあるが融点より低い温度(例えば
継続して常に15℃低い温度)の環境におけば、融点は
時間と共に上昇し、終には融点がもとの出発時点の融点
よりも120℃程度上昇してしまう。このように出発時
点よりも融点が上昇した時点では、そのときの融点を越
えない温度であれば液晶ポリマー層が厚さ方向で2分さ
れる性質が損なわれることはない。
【0047】また、熱プレスの方法としては、熱プレス
機、真空熱プレス機、熱ロールプレス機、および加熱手
段が別に実質上隣接されて設置されているプレス機、真
空プレス機、ロールプレス機などを用いることができ
る。
【0048】片面金属箔積層体は、回路基板用途だけで
なく、汎用のプラスチックと金属箔の積層体用途に用い
ることができる。しかし、特に回路基板用途において
は、原料となる液晶ポリマーフィルムの製膜方向と、そ
れに直角な方向で熱膨張係数などの物性ができる限り同
じであることが望ましい。しかしながら、液晶ポリマー
は分子が非常に配向しやすく、通常の製膜方法により液
晶ポリマーフィルムを製膜するとフィルムを構成する液
晶ポリマーが製膜方向に強く分子配向(分子配向度SO
Rが1.5程度以上)してしまう。このような製膜方向
に強く分子配向した液晶ポリマーフィルムを片面金属箔
積層体の原料とする場合には、片面金属箔積層体の液晶
ポリマー層が原料フィルムと同等の製膜方向に強く配向
したものとなり、製膜方向とその直角な方向で熱膨張係
数などの物性が食い違うものとなる。
【0049】そこで、特に回路基板用途向けには、片面
金属箔積層体製造のために用いられる液晶ポリマーフィ
ルムは等方性であること(分子配向度SORが1.3以
下、理想的に望ましいSORは1)が望ましい。
【0050】以上述べたように、本発明は、液晶ポリマ
ー電気絶縁層と金属箔層とで構成される積層体を提供す
るものであり、また、液晶ポリマー層は薄くすることが
可能であり、特に回路基板に望ましいものとして、液晶
ポリマー電気絶縁層の分子配向が等方性である積層体を
提供するものである。したがって、本発明の片面積層体
の液晶ポリマー層は、薄さを確保しながらも、等方性で
あるため、実現が強く要請されていた薄い液晶ポリマー
層と金属箔層とで構成される回路基板の実現を可能とす
る。
【0051】
【発明の実施の形態】図1(a)から(c)に、本発明
の第1実施形態である等方性液晶ポリマーフィルムを用
いたコーティング方法を示す。図1(a)に示すよう
に、コート体1は、液晶ポリマーフィルム2を被コート
体3に熱圧着したものである。液晶ポリマーフィルム2
の分子配向度SORは1.3以下であり、厚さは15μ
m以上である。図1(b)に示すように、薄い液晶ポリ
マーコート層2aを被コート体3上に残して、他の液晶
ポリマーフィルム2bを引き剥がす。この液晶ポリマー
フィルム2bを引き剥がす工程は、液晶ポリマーフィル
ムの層内剥離性を利用するため、容易に行うことができ
る。液晶ポリマーフィルム2bが引き剥がされた後は、
図1(c)に示すように、被コート体3に薄い液晶ポリ
マー層2aがコーティングされたコート体1となる。こ
のコーティング方法により、分子配向度SORが1.3
以下で液晶ポリマーコート層の厚さが15μm以下のコ
ート体を製造することができる。
【0052】図2(a)から(g)に、本発明の第2実
施形態である片面金属箔積層体の製造方法を示す。図2
(a)に示す液晶ポリマーフィルム2と上面の金属箔層
3と下面の金属箔層3とからなる両面金属箔積層体11
を、図2(b)のように液晶ポリマー層2の厚さ方向Z
に上面と下面とに、例えば厚さ方向の中央で引く裂く。
これによって、図2(c)に示すように、上面の金属箔
層3と液晶ポリマー層2とからなる第1の片面金属箔積
層体11aと下面の金属箔層3と液晶ポリマー層2とか
らなる第2の片面金属箔積層体11bとに分割される。
図2(b)に示す液晶ポリマー層2を引き裂く工程は、
第1実施形態と同様に液晶ポリマーフィルムの層内剥離
性を利用するため、容易に行うことができる。図2
(a)から(c)の工程により、離型フィルムを使用す
ることなく、液晶ポリマーの片面金属箔積層体を同時に
2つ製造できる。
【0053】また、図2(d)に示すように、この片面
金属箔積層体11bの液晶ポリマー層2側に金属箔3a
を重ね合わせて熱プレスすると、図2(e)に示す両面
金属箔積層体11cが得られるが、分割前の両面金属箔
積層体11に比べて、液晶ポリマー層2の厚さが約半分
である。さらに、図2(f)に示すように、この両面金
属箔積層体11cを厚さ方向Zに上面と下面とに引き裂
くと、図2(g)に示すように、上面の金属箔層3aと
液晶ポリマー層2とからなる第1の片面金属箔積層体1
1dと下面の金属箔層3と液晶ポリマー層2とからなる
第2の片面金属箔積層体11eとに分割される。図2
(d)から(g)の工程を繰り返すことで、液晶ポリマ
ー層2の厚さをさらに薄くすることが可能である。
【0054】図3に本発明の片面金属箔積層体の製造設
備の具体例を示す。片面金属箔積層体の製造方法は、以
下のとおりである。片面金属箔積層体11a,11bの
原材料ともいうべき上面の金属箔3、液晶ポリマーフィ
ルム2、下面の金属箔3を、重ね合わせて、予熱チャン
バー20において金属箔3,3と液晶ポリマーフィルム
2を同一温度の雰囲気中を通過させ、その直後に熱プレ
ス装置である熱プレスローラ21,21で熱プレスする
ことによって液晶ポリマーの両面金属箔積層体11を形
成する。次いで、該両面金属箔積層体11を上下面に2
分するための適切な温度に調整するために温度調整チャ
ンバー22を通過させた後、分割装置23において該両
面金属箔積層体11を上面側と下面側に厚さ方向で2分
し、片面金属箔積層体11aおよび片面金属箔積層体1
1bが巻き取られる。
【0055】図4に本発明の第3実施形態に係る実装回
路基板の概念図を示す。実装回路基板12は、第2実施
形態で製造される片面金属箔積層体11a(図2
(c))における金属箔3が銅箔であり、印刷されたパ
ターン部分以外の銅箔をエッチングにより除去して、回
路パターンが形成されている。この回路パターン上に、
抵抗、コイル、コンデンサおよびICなどの電子部品1
3が搭載され、回路パターンに接続されている。本発明
の片面金属箔積層体11aは、電気絶縁層である液晶ポ
リマー層2を薄くすることが可能であるため、厚さの薄
い実装回路基板12が実現できる。
【0056】図5に本発明の両面金属箔積層体同士を液
晶ポリマーフィルム4を挟んで重ねた多層回路基板14
の断面概略図を示す。両面金属箔積層体11c(図2
(e))における金属箔3は銅箔であり、両面金属箔積
層体11cは、エッチングにより印刷されたパターン部
分以外の銅箔を除去して、回路パターンが形成されてい
る。この回路パターンが形成された2つの両面金属箔積
層体11cの間に、液晶ポリマーフィルム4を挟んで熱
プレスした後、部品取り付け穴をあけてメッキ5を施
し、スルーホール6を形成する。本発明の両面金属箔積
層体11cは、電気絶縁層である液晶ポリマー層2を薄
くすることが可能であるため、厚さの薄い多層回路基板
14が実現できる。
【0057】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例により何ら限定されるもので
はない。
【0058】〔実施例1〕6−ヒドロキシ−2−ナフト
エ酸単位27モル%、p−ヒドロキシ安息香酸単位73
モル%からなるサーモトロピック液晶ポリエステルを単
軸押出機を用いて280〜300℃で加熱混練し、直径
40mm、スリット間隔0.6mmのインフレーション
ダイより押し出し、厚さ75μmの液晶ポリマーフィル
ムを得た。得られた液晶ポリマーフィルムの融点は28
0℃で、その分子配向度SORは1.2であった。厚さ
200μmのアルミ箔(被コート体)と該液晶ポリマー
フィルムとを重ね合わせ、上下より真空平板熱プレス機
を用いて全体を40mmHgの真空とし、温度275
℃、圧力20Kg/cm2 で熱圧着した後、該液晶ポリ
マーフィルムの一部が残るように引き剥がした。しかる
後に、アルミ箔を化学エッチングにより除去し、得られ
た液晶ポリマーコート層の分子配向度SORを測定した
ところ1.2で、厚さは30μmであった。比較のため
に、同じアルミ箔(被コート体)に上記の液晶ポリマー
を溶融してロールコーター法でコーティングして液晶ポ
リマーコート層を得、上に述べたようにして該液晶ポリ
マーコート層の分子配向度SORを測定したところ1.
5であった。
【0059】〔実施例2〕6−ヒドロキシ−2−ナフト
エ酸単位27モル%、p−ヒドロキシ安息香酸単位73
モル%からなるサーモトロピック液晶ポリエステルを単
軸押出機を用いて280〜300℃で加熱混練し、直径
40mm、スリット間隔0.6mmのインフレーション
ダイより押し出し、厚さ20μmの液晶ポリマーフィル
ムを得た。得られた液晶ポリマーフィルムの融点は28
0℃で、その分子配向度SORは1.03であった。上
記の液晶ポリマーフィルムを液晶ポリマーコート層材料
とし、厚さ18μmの電解銅箔(被コート体)と重ね合
わせて真空熱プレス機を用いて実施例1と同様に熱圧着
した後、該液晶ポリマーフィルムの一部が残るように引
き剥がして、液晶ポリマーコート層を得た。電解銅箔を
化学エッチングにより除去して、液晶ポリマーコート層
の分子配向度SOR、厚さを測定したところ、それぞれ
1.03、および9μmであった。
【0060】〔実施例3〕6−ヒドロキシ−2−ナフト
エ酸単位27モル%、p−ヒドロキシ安息香酸単位73
モル%からなるサーモトロピック液晶ポリエステルを単
軸押出機を用いて280〜300℃で加熱混練し、直径
40mm、スリット間隔0.6mmのインフレーション
ダイより押し出し、厚さ50μmの液晶ポリマーフィル
ムを得た。得られた液晶ポリマーフィルムの融点は28
0℃で、分子配向度SORは1.02、熱膨張係数は−
8ppm/℃であった。上記の液晶ポリマーフィルムを
液晶ポリマーコート層材料とし、厚さ10μm、熱膨張
係数18ppm/℃の圧延銅箔を被コート体材料とし、
両者を重ね合わせて真空熱プレス機を用いて実施例1と
同様に熱圧着した後、該液晶ポリマーフィルムの一部が
残るように引き剥がして液晶ポリマーコート層を得た。
圧延銅箔を化学エッチングして、得られた液晶ポリマー
コート層の分子配向度SORと厚さを測定したところ、
それぞれ1.02および15μmであった。また熱膨張
係数は−8ppm/℃であった。
【0061】〔実施例4〕実施例3において得られた液
晶ポリマーコート層を有する被コート体を、熱風循環式
オーブンを用いて、292℃に加熱した。圧延銅箔を化
学エッチングにより除去した。得られた液晶ポリマーコ
ート層の分子配向度SORは1.02、厚さは15μ
m、熱膨張係数は18ppm/℃であった。
【0062】〔実施例5〕厚さ18μmの電解銅箔を上
面の金属箔とし、厚さ18μmの電解銅箔を下面の金属
箔として、これら2枚の金属箔の間に、実施例3で用い
たものと同じ厚さ50μmの液晶ポリマーフィルムを挟
み、真空平板熱プレス機を用いて、全体を30mmHg
の真空とし、プレス温度270℃、プレス圧60Kg/
cm2 で熱プレスし、厚さ86μmの両面金属箔積層体
を作製した。ここで用いた液晶ポリマーフィルムの分子
配向度SORは1.02であった。上記の両面金属箔積
層体を上面側と下面側に厚さ方向に中央部で分離し、2
枚の片面金属箔積層体を得た。液晶ポリマー層における
分離面は毛羽立ちがなく平滑であった。これら2枚の片
面金属箔積層体の厚さはいずれも43μmで、金属箔の
厚さ18μmを差し引けば、液晶ポリマー層の厚さは2
5μmである。こうして得られた片面金属箔積層体より
電解銅箔を化学エッチングにより除去した。残されたフ
ィルム状の液晶ポリマー層の分子配向度SORは1.0
2であって、分子配向度は変化しなかった。
【0063】〔実施例6〕実施例5で作製した厚さ86
μmの両面金属箔積層体の上面の金属箔層側と下面の金
属箔層側とを、実施例5とは別の位置で引き剥がすよう
に力を加えて、液晶ポリマー層を上下に2分し、上側の
金属箔層と液晶ポリマー層とからなる第1の積層体と、
下側の金属箔層と液晶ポリマー層とからなる第2の積層
体を作製した。第1の積層体の厚さは48μm、したが
って、液晶ポリマー層の厚さは30μm、また第2の積
層体の厚さは38μm、したがって、液晶ポリマー層の
厚さは20μmであった。上記の第1の積層体および第
2の積層体の金属箔層を化学エッチングすることにより
除去した。得られた液晶ポリマー層の分子配向度SOR
は、第1の積層体も第2の積層体も1.02であった。
【0064】〔実施例7〕6−ヒドロキシ−2−ナフト
エ酸単位27モル%、p−ヒドロキシ安息香酸単位73
モル%からなるサーモトロピック液晶ポリエステルを単
軸押出機を用いて280〜300℃で加熱混練し、直径
40mm、スリット間隔0.6mmのインフレーション
ダイより押し出し、厚さ16μmの液晶ポリマーフィル
ムを得た。得られた液晶ポリマーフィルムの融点は28
0℃で、分子配向度SORは1.02であった。上記の
厚さ16μmの液晶ポリマーフィルムを、厚さ18μm
の電解銅箔2枚の間に挟み、一対の熱プレスロールを用
いてロール温度280℃、線圧100kg/cmで熱接
着して、上面の金属箔層、液晶ポリマー層、下面の金属
箔層で構成される積層体を作製した。該積層体の厚さは
52μmであった。次いで、厚さ52μmの上記積層体
の上面の金属箔層側と下面の金属箔層側とを引き剥がす
ように力を加え、液晶ポリマー層を上下に2分し、上側
の金属箔層と液晶ポリマー層とからなる第1の積層体
と、下側の金属箔層と液晶ポリマー層とからなる第2の
積層体を作製した。第1の積層体の厚さは26μm、し
たがって、液晶ポリマー層の厚さは8μm、また第2の
積層体の厚さも26μm、したがって、液晶ポリマー層
の厚さは8μmであった。上記の第1の積層体および第
2の積層体の金属箔層を化学エッチングすることにより
除去した。得られた液晶ポリマー層の分子配向度SOR
は、第1の積層体も第2の積層体も1.02であった。
【0065】〔実施例8〕実施例7で得られた厚さ26
μmの積層体の液晶ポリマー層側に厚さ18μmの電解
銅箔1枚を重ね、実施例7と同様に熱接着して、上面の
金属箔層、液晶ポリマー層、下面の金属箔層とで構成さ
れる積層体を作製した。積層体の厚さは44μmであっ
た。次いで、厚さ44μmの上記積層体の上面の金属箔
層側と下面の金属箔層側とを引き剥がすように力を加
え、液晶ポリマー層を上下に2分し、上側の金属箔層と
液晶ポリマー層とからなる第1の積層体と、下側の金属
箔層と液晶ポリマー層とからなる第2の積層体を作製し
た。第1の積層体の厚さは22μm、したがって、液晶
ポリマー層の厚さは4μm、また第2の積層体の厚さも
22μm、したがって、液晶ポリマー層の厚さは4μm
であった。上記の第1の積層体および第2の積層体の金
属箔層を化学エッチングすることにより除去した。得ら
れた液晶ポリマー層の分子配向度SORは、第1の積層
体1も第2の積層体も1.02であった。
【0066】〔実施例9〕実施例8において得られた厚
さ22μmの積層体の液晶ポリマー層側に厚さ18μm
の電解銅箔1枚を重ね、熱プレス機を用いてプレス温度
294℃、圧力20kg/cm2 で熱接着して、上面の
金属箔層、液晶ポリマー層、下面の金属箔層とで構成さ
れる積層体を作製した。積層体の厚さは40μmであっ
た。該積層体の金属箔層をエッチングして15×15m
m角の範囲で回路を形成し、該回路を半導体チップに熱
固定して貼り付け、実装回路基板を作製した。
【0067】〔実施例10〕実施例8において得られた
厚さ22μmの積層体の液晶ポリマー層側に厚さ18μ
mの電解銅箔1枚を重ね、熱プレス機を用いて、プレス
温度294℃、圧力20kg/cm2 で熱接着して、上
面の金属箔層、液晶ポリマー層、下面の金属箔層とで構
成される積層体を2枚作製した。積層体の厚さは40μ
mであった。こうして作製した2枚の厚さ40μmの積
層体の金属箔に回路パターンを、エッチングにより形成
した。この2枚の回路パターンが形成された積層体の間
に、実施例3で使用したものと同じ厚さ50μmの液晶
ポリマーフィルムを挟み、プレス温度284℃、圧力1
0kg/cm2 で熱プレスして多層化した。ついで、回
路パターン中の接続部の位置にドリルによって貫通孔を
あけた後に、クリムソン無電解銅メッキ法によってメッ
キスルーホール部を形成して多層回路基板を作製した。
【0068】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、等方
性液晶ポリマーコート層を形成する手段が提供され、ま
た特に厚さ15μm以下の等方性液晶ポリマーコート
層、さらに等方性液晶ポリマーコート層の熱膨張係数が
被コート体の熱膨張係数と同等であるような等方性液晶
ポリマーコート層を形成する手段が提供される。
【0069】また、上述したように、本発明の手段によ
れば、離型フィルムを必要とせず、液晶ポリマーの片面
金属箔積層体を製造することができる。このために、離
型フィルムに要するコストが削減される。さらに、両面
金属箔積層体1枚から一回のプロセスで2枚の片面金属
箔積層体が製造されるので、従来技術による片面金属箔
積層体の製造方法よりほぼ2倍の速度で生産できるので
生産性向上が可能となる。
【0070】さらに、以上述べたように、本発明は、超
薄液晶ポリマー層と金属箔層とで構成される積層体、さ
らには該液晶ポリマー層の分子配向が平面内のどの方向
でも均等な積層体を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(c)は、本発明の第1実施形態に係
る等方性液晶ポリマーフィルムを用いたコーティング方
法を示す説明図である。
【図2】(a)〜(g)は、本発明の第2実施形態に係
る片面金属箔積層体の製造方法を示す説明図である。
【図3】本発明の片面金属箔積層体の製造装置の正面図
である。
【図4】本発明の第3実施形態に係る実装回路基板を示
す概念図である。
【図5】本発明の第4実施形態に係る多層実装回路基板
の断面概略図である。
【図6】分子配向度の測定機を示す概略側面図である。
【符号の説明】
1…コート体、2,2a,2b…液晶ポリマーフィル
ム、3,3a…被コート体、11,11c…両面金属箔
積層体、11a,11b,11d,11e…片面金属箔
積層体、12…実装回路基板、14…多層回路基板、2
1…熱プレス装置、23…分割装置。
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 敏昭 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学的異方性の溶融相を形成し得るポリ
    マーから成形されて分子配向度が1.3以下のフィルム
    を被コート体に熱圧着した後、前記フィルムの薄い層を
    被コート体上に残すように、フィルムを引き剥がすこと
    を特徴とするコーティング方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のコーティング方法によ
    って得られる前記被コート体上に残されたコート層を有
    するコート体。
  3. 【請求項3】 請求項2において、前記コート層の厚さ
    が15μm以下であることを特徴とするコート体。
  4. 【請求項4】 厚さが15μm以下の光学的異方性の溶
    融相を形成し得るポリマーのコート層と被コート体とを
    有し、前記ポリマーの層の分子配向度が1.3以下であ
    るコート体。
  5. 【請求項5】 請求項2ないし4のいずれかにおいて、
    前記コート層の熱膨張係数が前記被コート体の熱膨張係
    数と同等であることを特徴とするコート体。
  6. 【請求項6】 光学的異方性の溶融相を形成し得るポリ
    マーの層とその上面の金属箔層と下面の金属箔層とから
    なる両面金属箔積層体を、前記ポリマーの層の厚さ方向
    に上面と下面に引き裂くことによって、光学的異方性の
    溶融相を形成し得るポリマーの層とその上面の金属箔層
    とからなる第1の片面金属箔積層体と、光学的異方性の
    溶融相を形成し得るポリマーの層とその下面の金属箔層
    とからなる第2の片面金属箔積層体とに分割することを
    特徴とする片面金属箔積層体の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項6において、前記両面金属箔積層
    体は、光学的異方性の溶融相を形成し得るポリマーから
    成形されるフィルムを2枚の金属箔で層状に挟み、これ
    を熱プレスして製造されることを特徴とする片面金属箔
    積層体の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項6または7のいずれかに記載の製
    造方法によって得られる片面金属箔積層体。
  9. 【請求項9】 請求項8において、前記片面金属箔積層
    体の前記光学的異方性の溶融相を形成し得るポリマーの
    層が15μm以下であることを特徴とする片面金属箔積
    層体。
  10. 【請求項10】 請求項8または9において、前記光学
    的異方性の溶融相を形成し得るポリマーの層の分子配向
    度が1.3以下であることを特徴とする片面金属箔積層
    体。
  11. 【請求項11】 厚さが15μm以下の光学的異方性の
    溶融相を形成し得るポリマーの層とその片面に接合され
    た金属箔層とからなり、前記ポリマーの層の分子配向度
    が1.3以下である片面金属箔積層体。
  12. 【請求項12】 請求項8ないし11のいずれかに記載
    の片面金属箔積層体を用い、その積層体上に電子部品を
    搭載して接続してなる実装回路基板。
  13. 【請求項13】 請求項8ないし11のいずれかに記載
    の片面金属箔積層体に、この積層体または他の積層体を
    重ねてなる多層積層体を用い、その多層積層体上に電子
    部品を搭載して接続してなる多層実装回路基板。
  14. 【請求項14】 請求項8ないし11のいずれかに記載
    の前記片面金属箔積層体の前記ポリマーの層側に金属箔
    を重ね合わせて熱プレスして、両面金属箔積層体を製造
    することを特徴とする両面金属箔積層体の製造方法。
  15. 【請求項15】 請求項14に記載の製造方法によって
    得られる両面金属箔積層体。
  16. 【請求項16】 2枚の金属箔で層状に挟まれた、光学
    的異方性の溶融相を形成し得るポリマーから成形される
    フィルムを厚さ方向に熱プレスする熱プレス装置と、 熱プレスによって形成された光学的異方性の溶融相を形
    成し得るポリマーの層とその上面の金属箔層と下面の金
    属箔層とからなる両面金属箔積層体を、前記ポリマーの
    層の厚さ方向に上面と下面に引き裂く分割装置とを備え
    た片面金属箔積層体の製造装置。
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