JPWO2016170779A1 - 金属張積層板の製造方法およびこれを用いた金属張積層板 - Google Patents

金属張積層板の製造方法およびこれを用いた金属張積層板 Download PDF

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Abstract

熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属シートを接合して積層板を形成し、積層板に対して、以下の条件(1)および(2)を満たす熱処理を施すことを特徴とする金属張積層板の製造方法。(1)熱処理温度が、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点より1℃以上50℃未満高い温度である。(2)前記熱処理の時間が、1秒以上10分以下である。

Description

本発明は、光学的異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性ポリマー(以下、「熱可塑性液晶ポリマー」と称する)からなるフィルム(以下、これを「熱可塑性液晶ポリマーフィルム」と称する)を使用した金属張積層板の製造方法およびこれを用いた金属張積層板に関する。
従来、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを備えた金属張積層板は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムに由来した優れた低吸湿性、耐熱性、耐薬品性および電気的性質を有するとともに、優れた寸法安定性も有しているため、フレキシブル配線板や半導体実装用の回路基板などの回路基板の材料として使用されている。
この金属張積層板としては、例えば、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、金属シート(表面粗さ:2〜4μm)が接合された金属張積層板であって、所定の分子配向度を有する熱可塑性液晶ポリマーフィルムと、金属シートとを、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを緊張状態に保った状態で、加熱ロール間で圧着させて積層板を得た後、この積層板を、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点以上で加熱処理することにより製造された金属張積層板が提案されている。そして、このような金属張積層板においては、表面粗さの大きな金属シートを使用しているため、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度に優れた金属張積層板を提供することができる(例えば、特許文献1参照)。
特許4216433号公報
ここで、近年、スマートフォンなどの高性能な小型電子機器の普及により、部品の高密度化が進展するとともに、電子機器の高性能化が進んでいるため、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属シートとの密着強度に優れるとともに、伝送信号の高周波化に対応可能な(即ち、高周波特性を有する)金属張積層板が要望されている。
しかし、上記特許文献1に記載の金属張積層板においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属シートとの密着強度には優れるものの、上記高周波特性に乏しいため、密着特性と高周波特性の両立が困難であるという問題があった。
伝送線路となる金属シートの高周波特性、すなわち伝送損失は表皮効果(表面抵抗)に依存するため、表面形状、特に金属シートの表面粗さ(十点平均粗さ)Rzに依存し、Rzが大きい高粗度の金属シートは伝送損失が大きくなり、つまりは高周波特性が悪くなる一方、Rzが小さい低粗度の金属シートは伝送損失が小さくなり、つまりは高周波特性が良くなるため、表面粗さRzが小さい低粗度の金属シートが望ましい。
しかしながら、表皮効果の抵抗を低減し、伝送損失を小さくするために低粗度の金属シートを用いると、金属シートと熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度が不十分となるので、伝送損失と密着強度の両者の特性を満足させるために種々の試みがなされてきているが、いまだ十分な解決を見ていない。
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属シートとの密着強度に優れた金属張積層板の製造方法およびこれを用いた金属張積層板を提供することを目的とする。
本発明者らは、高粗度の金属シートと熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを熱圧着した後、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを熱処理することで、金属シートと熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度が向上する場合があることを見出したが、本発明の構成である低粗度の金属シートと熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを熱圧着した積層体を熱処理した場合、密着強度の向上が必ずしも見られないことがわかった。本発明者らは、積層体の熱処理条件をさらに検討したところ、驚くべきことに、特定の温度条件で熱処理を続けると、ある時点までは、密着強度の向上が見られるが、ある時点を経過すると密着強度が下がる傾向があることを見出し、熱処理温度・時間条件を特定の範囲とすることで、低粗度の金属シートと熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを熱圧着した積層体の密着強度を高めることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
従って、本発明の金属張積層板の製造方法は、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金属シートが接合された金属張積層板の製造方法であって、以下の条件(1)および(2)を満たす熱処理を施すことを特徴とする。
(1)熱処理温度が、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点より1℃以上50℃未満高い温度である。
(2)前記熱処理の時間が、1秒以上10分以下である。
また、本発明の金属張積層板は、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金属シートが接合された金属張積層板であって、熱可塑性液晶ポリマーフィルムのスキン層の厚みが、金属シートの表面粗度以下である。
また、本発明の多層回路基板の製造方法は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの表面に金属シートが接合された片面金属張積層板と、基板とが積層された多層回路基板の製造方法であって、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属シートとを接合して積層板を形成し、積層板に対して、以下の条件(1)および(2)を満たす熱処理を施すことにより、片面金属張積層板を製造する工程を少なくとも含むことを特徴とする。
(1)熱処理温度が、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点より1℃以上50℃未満高い温度である。
(2)前記熱処理の時間が、1秒以上10分以下である。
本発明によれば、高周波特性を有するとともに、密着強度に優れた金属張積層板を提供することができる。特に、本発明の条件によれば、金属シートの粗化処理の施されていない面(シャイニー面)と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを積層した場合でも、十分な密着強度を有する金属張積層板を提供することができる。
本発明の実施形態に係る金属張積層板の構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る加熱処理後の金属張積層板の構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る金属張積層板の製造方法において使用する連続熱プレス装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の変形例に係る金属張積層板の構造を示す断面図である。 本発明の変形例に係る金属張積層板の製造方法において使用する連続熱プレス装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の変形例に係る片面金属張積層板と回路基板とが積層された多層回路基板の構造を示す断面図である。 本発明の変形例に係る多層回路基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の変形例に係る多層回路基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の変形例に係る片面金属張積層板と回路基板とが積層された多層回路基板の構造を示す断面図である。 本発明の変形例に係る多層回路基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の変形例に係る片面金属張積層板とフィルム基板とが積層された多層回路基板の構造を示す断面図である。 実施例30における金属張積層板(加熱処理前)の電子顕微鏡(SEM)写真である。 実施例30における金属張積層板(加熱処理後)の電子顕微鏡(SEM)写真である。 従来の金属張積層板の構造を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
図1は、本発明の実施形態に係る金属張積層板の構造を示す断面図である。
図1に示すように、本実施形態の金属張積層板1は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の片面に積層された金属箔(金属シート)3とにより構成されている。
<金属箔>
本発明の金属箔3としては、特に制限はなく、例えば、銅、金、銀、ニッケル、アルミニウム、及びステンレスなどを挙げることができ、導電性、取り扱い性、及びコスト等の観点から、銅箔やステンレス箔を使用することが好ましい。なお、銅箔としては、圧延法や電解法によって製造されるものを使用することができる。
また、金属箔3には、通常、銅箔に対して施される酸洗浄などの化学的処理が施されていてもよい。また、金属箔3の厚みは、9μm以上200μm以下の範囲が好ましく、9μm以上40μm以下の範囲内がより好ましい。
これは、9μmよりも小さい場合は、厚みが小さすぎるため、金属張積層板1の製造工程において、金属箔3にシワ等の変形が生じる場合があるためであり、200μmよりも大きい場合は、厚みが大きすぎるため、例えば、フレキシブル配線板として使用する場合に、折り曲げ性能が低下する場合があるためである。
また、本発明においては、金属箔3の表面粗さが小さく(即ち、低粗度であり)、特に十点平均粗さRzが2.0μm未満であることが、高周波特性に優れる点で好ましく、また高周波特性と密着強度のバランスから、1.5μm以下の範囲内であることがより好ましく、1.1μm以下の範囲内であることがより好ましい。さらに本発明によれば、驚くべきことに、従来熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの接着が困難であるとされる、金属箔の粗化処理を施していない面(シャイニー面)と積層した場合でも、良好な密着強度が得られる。シャイニー面の粗度としては0.5μm以下、さらに0.3μmの金属箔との積層も可能である。
なお、金属箔の表面粗さが2.0μm以上の場合は、積層により金属箔の粗化処理面の凹凸が、熱可塑性液晶ポリマー特有のフィルムスキン層を貫き、フィルム内部のコア層まで達すると考えられるため、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属箔との密着強度が向上するものの、良好な高周波特性を実現することが困難になる。
即ち、金属箔3として、高周波特性に優れる表面粗さRzが2.0μm未満の金属箔を採用することにより、良好な高周波特性を有し、密着強度に優れた金属張積層板1を得ることが可能になる。
なお、ここで言う「表面粗さ」とは、接触式表面粗さ計(ミツトヨ(株)製、型式:SJ−201)を用いて測定された、金属シート表面の十点平均粗さ(Rz)のことを言い、金属箔3の表面のうち、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と接触する面の粗さのことを言う。
また、表面粗さの測定方法としては、ISO4287−1997に準拠した方法により行われる。より詳細には、表面粗さ(Rz)は、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さを抜き取り、最高から5番目までの山頂(凸の頂点)の標高の平均値と、最深から5番目までの谷底(凹の底点)の標高の平均値との和をμmで表わしたものであり、十点平均粗さを示したものである。
また、一般に、市販されている金属箔は、積層する樹脂フィルム等との密着強度を高めるため、金属箔表面が粗化処理されることが多いが、本発明においては、金属箔の面のうち、粗化処理が施されておらず表面粗さの小さいシャイニー面と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを積層した場合においても、高い密着強度を実現することができる。従って、低粗度であることに基づいて、高周波特性に優れた金属張積層板を実現できるとともに、金属箔表面の粗化処理を行わない場合であっても密着強度を高めることができるため、作業の効率化、低コスト化も実現できる。
<熱可塑性液晶ポリマーフィルム>
本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの原料は、特に限定されるものではない。例えば、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。但し、光学的に異方性の溶融相を形成し得るポリマーを得るために、各々の原料化合物の組み合わせには適当な範囲があることは言うまでもない。
(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)
(2)芳香族または脂肪族ジカルボン酸(代表例は、表2参照)
(3)芳香族ヒドロキシカルボン酸(代表例は、表3参照)
(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)
また、これらの原料化合物から得られる熱可塑性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。
また、本発明に使用される熱可塑性液晶ポリマーは、フィルムに所望の耐熱性と加工性を与える目的においては、約200〜約400℃の範囲内、とりわけ約250〜約350℃の範囲内に融点を有するものが好ましいが、フィルム製造の点からは、比較的低い融点を有するものが好ましい。
従って、より高い耐熱性や融点が必要な場合には、一旦得られたフィルムを加熱処理することによって、所望の耐熱性や融点にまで高めることができる。加熱処理の条件の一例を説明すれば、一旦得られたフィルムの融点が283℃の場合でも、260℃で5時間加熱すれば、融点は320℃になる。
本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2は、上記のポリマーを押出成形して得られる。このとき、任意の押出成形法を使用できるが、周知のTダイ製膜延伸法、ラミネート体延伸法、インフレーション法等が工業的に有利である。特に、インフレーション法では、フィルムの機械軸(長手)方向(以下、「MD方向」という。)だけでなく、これと直交する方向(以下、「TD方向」という。)にも応力が加えられるため、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。
また、本実施形態の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2は、フィルム長手方向の分子配向度SOR(Segment Orientation Ratio)を0.90以上1.20未満の範囲とすることが好ましく、0.95以上1.15以下の範囲とすることがより好ましく、0.97以上1.15以下の範囲とすることが更に好ましい。
この範囲の分子配向度を有する熱可塑性液晶ポリマーフィルム2は、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が良好であり、実用性が高いだけでなく、上述したように、回路基板用の金属張積層板1の等方性および寸法安定性を良好にする利点がある。
また、分子配向度SORが0.50以下または1.50以上の場合は、液晶ポリマー分子の配向の偏りが著しいためにフィルムが硬くなり、かつTD方向またはMD方向に裂け易い。加熱時の反りがないなどの形態安定性が必要とされる回路基板用では、上述したように、分子配向度SORが0.90以上で1.15未満の範囲であることが必要である。特に、加熱時の反りを皆無にする必要がある場合には、0.95以上で1.08以下であることが望ましい。また分子配向を0.90以上で1.08以下にすることでフィルム誘電率を均一にすることができる。
なお、ここで言う「分子配向度SOR」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MOR(Molecular Orientation Ratio)とは異なり、物体の厚さを考慮した値である。
また、上記分子配向度SORは、以下のように算出される。
まず、周知のマイクロ波分子配向度測定機を用い、そのマイクロ波共振導波管中に熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を、フィルム面がマイクロ波の進行方向に対し垂直となるよう挿入し、この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。
そして、この測定値に基づいて、下記数式(1)により、m値(屈折率と称する)が算出される。
(数1)
m=(Zo/△z)X[1−νmax /νo] …(1)
(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(即ち、物体がないとき)の最大マイクロ波透過強度を与える振動数である。)
次に、マイクロ波の振動方向に対する物体の回転角が0°の時、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(通常、押出成形されたフィルムの長手方向)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時の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 /m90により算出される。
本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の厚みは、特に限定されないが、電気絶縁性材料として熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を用いた金属張積層板1をプリント配線板として使用する場合には、20〜500μmの範囲が好ましく、20〜150μmの範囲がより好ましく、20〜100μmの範囲が更に好ましく、20〜50μmの範囲が最も好ましい。
これは、フィルムの厚さが薄過ぎる場合には、フィルムの剛性や強度が小さくなるため、得られるプリント配線板に電子部品を実装する際に、プリント配線板が加圧により変形し、配線の位置精度が悪化して不良の原因となるためである。
また、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の熱膨張係数は、10〜30ppm/℃が好ましく、12〜25ppm/℃がより好ましく、15〜20ppm/℃が更に好ましい。これは、10ppm/℃よりも小さい場合は、金属張積層板に回路を形成する際にフィルムが収縮する場合があるためであり、30ppm/℃よりも大きい場合は、金属張積層板に回路を形成する際にフィルムが膨張する場合があるためである。なお、熱膨張係数は、後述する実施例に記載した方法により測定される値である。熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の熱膨張係数が10〜30ppm/℃の範囲であれば、金属張積層板1の寸法変化率が小さく、好ましい。
また、金属張積層板1における寸法安定性(歪みの発生)の判定は、金属箔が設けられた金属張積層板と、金属箔が設けられていない金属張積層板との寸法変化率を指標にすればよく、寸法変化率が±0.1%以下であれば、金属張積層板1における歪みの発生が抑制されていると言える。
なお、ここで言う「寸法変化率」とは、IPC−TM6502.2.4に準拠した方法により、熱処理後の金属張積層板にMD方向、及びTD方向における基準点を設け、金属箔エッチング後に150℃で、30分ベークした後の基準点位置から測定された、MD方向とTD方向における寸法の変化率(%)の平均値のことを言う。
また、パーソナルコンピューターなどのメイン回路基板の電気絶縁性材料としては、上記の熱可塑性液晶ポリマーフィルムと他の電気絶縁性材料、例えば、ガラス基材との複合体を用いることもできる。なお、フィルムには、滑剤、酸化防止剤などの添加剤を配合してもよい。
次に、本発明の実施形態に金属張積層板の製造方法について説明する。
本実施形態の製造方法は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3とを接合して積層板を形成する積層板形成工程と、積層板に対して熱処理を施す熱処理工程とを備える。
<積層板形成工程>
まず、長尺な熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を緊張状態にし、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の片面に、長尺な金属箔3を重ね、これらを加熱ロール間で圧着して積層させる。
なお、ここで言う「緊張状態」とは、フィルム長手方向(引張方向)に、フィルムに張力(例えば、0.12〜0.28kg/mm2 )がかけられている状態をいう。
図3は本発明の実施形態に係る金属張積層板の製造方法において使用する連続熱プレス装置の全体構成を示す概略図である。
この連続熱プレス装置10は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の一方の表面に金属箔3が接合された片面金属張積層板を製造するためのものであり、図3に示すように、連続熱プレス装置10は、ロール形状の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を装着した巻き出しロール4と、ロール形状の銅箔のような金属箔3を装着した巻き出しロール5と、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3とを熱圧着させて接合し、積層板6を形成する加熱ロール7とを備えている。
片面金属張積層板を製造する場合、加熱ロール7としては、例えば、一対の耐熱ゴムロール8と加熱金属ロール9(共にロール面の硬さが80度以上)が用いられる。この耐熱ゴムロール8と金属ロール9は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2側に耐熱ゴムロール8を配置するとともに、金属箔3側に加熱金属ロール9を配置することが好ましい。
また、片面金属張積層板を製造する場合に用いる耐熱ゴムロール8は、好ましくはJISK6301に基づくA型のスプリング式硬さ試験機による試験によって、ロール面の硬さが80度以上、より好ましくは80〜95度のものが使用される。この際、硬さが80度未満では、熱圧着時の圧力不足を招いて、積層板6の接着強度が不足する。また、硬さが95度を越えると、耐熱ゴムロール8と加熱金属ロール9との間で局部的線圧が作用し、積層板6の外観不良を起こすことがある。なお、80度以上のゴムは、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴムなどの合成ゴムまたは天然ゴム中に、加硫剤、アルカリ性物質などの加硫促進剤を添加することによって得られる。
そして、図1に示すように、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3とを重ねた状態で、フィルム長手方向に搬送することにより、一対の耐熱ゴムロール8と加熱金属ロール9間に供給し、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3とを熱圧着して積層させる。
<熱処理工程>
次に、得られた積層板6に対して熱処理を施すことにより、金属張積層板1を作製する。連続熱プレス装置10は、図3に示すように、積層板6を搬送するためのニップロール11と、積層板6を加熱処理するための加熱処理手段12と、加熱処理された金属張積層板1を巻き取る巻き取りロール13とを備えている。
加熱処理手段12としては、積層板6を熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点以上の温度で加熱処理することができるものであれば、特に限定されず、例えば、熱風式の加熱処理炉、熱風循環乾燥機、熱ロール、セラミックヒーター、IR(遠赤外線)による熱処理装置またこれらを併用した方法を使用することができる。また、金属箔3の表面の酸化を防止する観点から、加熱した窒素ガスを使用して、酸素濃度が0.1%以下の不活性雰囲気で加熱処理を行うことが好ましい。
ここで、本発明においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点をTm(℃)、熱処理温度をTa(℃)とした場合に、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmより1℃以上50℃未満高い温度で、かつ1秒〜10分熱処理を行うことに特徴がある。
積層板6に対してこのような熱処理を施すことにより、従来は困難であった低粗度の金属箔と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度を高めることができる。特に、高周波特性に優れる表面粗さRzが2.0μm未満の金属箔と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度を高めることができる。
そして、このような熱処理の方法により、従来、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度を得ることが難しかった、粗化処理を施していない金属箔のシャイニー面と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度を十分に向上させることが可能になる。
なお、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3との密着強度をより一層向上させるとの観点から、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmより1℃以上30℃以下高い温度に設定することが好ましく、2℃以上20℃以下高い温度に設定することがより好ましい。また、同様の観点から、熱処理時間を、5秒〜8分に設定することが好ましく、8秒〜5分に設定することがより好ましく、8秒〜3分に設定することがらさらに好ましい。
また、上記の熱処理条件によって、低粗度の金属箔と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度が向上する理由としては、以下のように推測される。即ち、一般に、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを金属箔と熱圧着した場合、熱圧着時の熱によって、熱可塑性液晶ポリマーフィルム表面が融解し、熱圧着時の圧力によって熱可塑性液晶ポリマーフィルムの表面にスキン層と呼ばれる分子配向が生じる。
ここで、従来の金属張積層板50においては、図14に示すように、熱可塑性液晶ポリマーフィルム51のスキン層52は、フィルム内部の層であるコア層53の構造に比し、一方向に裂けやすく、結晶構造的にもコア層53とは異なる層であるため、コア層53とスキン層52の界面密着が弱く、コア層53とスキン層52の界面が剥離しやすいため、金属箔54の凸部55がスキン層52に到達している場合であっても、このスキン層52が熱可塑性液晶ポリマーフィルム51と金属箔54との密着強度を低下させる要因となっていた。
しかし、本実施形態においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3とを熱圧着した後、圧力をかけない状態で熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点以上の温度で加熱処理を行うため、一旦、形成されたスキン層の配向が消失(即ち、密着強度を低下させる要因が消失)し、スキン層16の厚みが薄くなる。従って、図2に示すように、金属箔3の凸部18がスキン層16を通過して、コア層17に到達するため、結果として、密着強度が向上するものと考えられる。
即ち、本発明においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3とを熱圧着した後、圧力をかけない状態で熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点以上の温度で加熱処理を行うため、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2のスキン層16の厚みを、金属シート3の表面粗度以下に設定することができる。その結果、金属箔3の表面粗さに依存せず、金属箔3が低粗度の場合であっても、十分な密着強度を有する金属張積層板1を得ることができる。
ここで、スキン層16の厚さは、スキン層16とコア層17の境界面19と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムのスキン層16側の表面21との距離で定義され、本発明のスキン層16の厚さは、30μ×30μmの範囲における断面観察画像における、任意の5点のスキン層の厚さの平均値のことを言う。
なお、スキン層16とコア層17の境界面19は、金属張積層板の断面をクロスセクションポリッシャーで研磨した後、該断面をプロピルアミン溶液でエッチングした断面において、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2中に黒い断面として観察される。これは、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2において熱圧着時の熱と圧力によりスキン層16が生じた際、スキン層16とコア層17との間に小さなドメイン群が形成されており、この小さなドメイン群がプロピルアミン溶液で溶解し除去されるために、黒い断面として観察されるものと推察される。なお、観察手段として電子顕微鏡(SEM)が好適に用いられる。
また、密着強度の観点から、スキン層16の厚みをTとした場合、スキン層16の厚みTが金属泊3の表面粗さRzに対して95%以下(即ち、T/Rz≦0.95)が好ましく、50%以下がより好ましく、20%以下が更に好ましい。これは、95%よりも大きい場合は、スキン層とコア層の界面で剥離する場合があるためである。
また、スキン層16の厚みTが金属泊3の表面粗さRz以下であれば、スキン層16の厚みTは金属泊3の表面粗さRzに対して1%以上であってもよく、5%以上であってもよい。また、例えば0.05≦T/Rz≦0.95であってもよい。
また、密着強度の観点から、スキン層16の厚みは1.1μm以下が好ましく、0.9μm以下がより好ましく、0.5μm以下が更に好ましく、0.3μm以下が最も好ましい。
また、本発明のように、低粗度の金属箔を用いた場合、熱処理を続けると、向上した密着強度が、あるピークを境として、減少し始めるという現象が生じる。この密着強度が減少する原因の一つとしては、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱劣化が考えられるが、このような現象は、高粗度の金属箔を用いた場合には生じない現象である。
そこで、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと低粗度の金属箔との積層体の剥離面を観察することにより、この現象の原因について考察した。より具体的には、熱処理を続けることにより、一旦、上昇した密着強度が減少した熱可塑性液晶ポリマーフィルムと低粗度の金属箔との積層体において、金属箔から剥離したフィルムの剥離面を詳細に観察したところ、該フィルム表面に、金属箔の表面に形成されていた凹凸部の凸部が付着していることが判った。
この結果から、低粗度の金属箔を用いた積層体の熱処理を続けた場合に、密着強度の低下が起こる現象の原因として、金属箔の表面における凹凸部の熱劣化が推測される。即ち、低粗度の金属箔の場合、凹凸部における各凸部の形状が小さく、熱によって劣化しやすいため、この凸部が、積層時には熱可塑性液晶ポリマーフィルムの表面に食い込んで密着強度を高める作用をするが、その一方で、熱によって脆くなり、フィルムと金属箔を剥離する際に、この凸部がフィルムとともに剥離しやすくなるため、熱処理を続けることにより、密着強度が低下するものと考えられる。
一方、高粗度の金属箔の場合、元々、フィルムとの密着強度が高いことに加え、金属箔の表面の凹凸部における各凸部の形状が大きく、この凸部が熱に対して頑強であり耐熱劣化性に優れるため、熱処理に起因する金属箔表面の熱劣化が少なくなり、熱処理による熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱劣化の寄与を考慮しても、密着強度の低下が見られないものと考えられる。
また、金属箔において、粗化処理を施していないシャイニー面には、密着強度を高めるために形成された凹凸部は存在しないが、このシャイニー面と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを積層した場合においても、熱処理による密着強度の低下が見られる。これは、フィルムとの密着強度を高めるための粗化処理が施されていないシャイニー面と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度においては、熱処理を続けることによる熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱劣化が密着強度に顕著に反映されるため、ある熱処理時間を境に、密着強度の減少が見られるものと推測される。
以上より、本発明の熱処理条件によれば、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の表面におけるスキン層とコア層との界面構造差を消失(構造の均一化)させることにより、密着強度を向上させることができ、かつ、低粗度の金属箔3の表面における熱劣化が生じない条件で熱処理を行うことにより、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3との密着強度を向上させた積層体を得ることが可能になる。
なお、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点Tmよりも高い温度に設定するのは、熱処理温度Taが融点Tm以下の場合は、熱処理による熱可塑性液晶ポリマーフィルム表面のスキン層の消失効果が不十分であるため、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3との密着強度の向上が不十分である場合があり、また、熱処理温度Taが融点Tm+50℃以上の場合は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の分解温度に接近するため、着色等により外観が悪化する場合があるためである。
そして、このような熱処理時間Tで熱処理を行うことにより、低粗度の金属箔表面の熱劣化および熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱劣化を制御することが可能であるため、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3との密着強度を向上させることが可能になる。
なお、本発明におけるスキン層とは、金属張積層板1の断面をクロスセクションポリッシャーで研磨した後、プロピルアミン溶液で断面をエッチングし、ドメイン構造を強調させた状態で、電子顕微鏡(SEM)を用いて観察することにより確認できる層のことを言う。
また、本発明の熱処理により、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の熱膨張係数を特定の範囲内に制御することが可能である。例えば、熱処理時間が10分を超える場合、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の熱膨張係数が大きくなりすぎ、金属張積層板1の寸法変化率が大きくなってしまうため好ましくない。また、熱処理温度Taが熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmより1℃高い温度未満であると、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の熱膨張係数が低く、金属張積層板1の寸法変化率が大きくなってしまうため好ましくない。
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
上記実施形態においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の片面に金属箔3が接合された金属張積層板1を例に挙げて説明したが、本発明は、図4に示す、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の両面に金属箔3が接合された金属張積層板1にも適用できる。即ち、本発明は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の少なくとも一方の表面に金属箔3が接合された金属張積層板に適用することができる。
この場合、図5に示すように、上述の図3に示した連続熱プレス装置10に、更に、ロール形状の銅箔のような金属箔3を装着した巻き出しロール5を備える(即ち、2個の巻き出しロール5を備える)連続熱プレス装置30が使用される。
そして、上述の実施形態の場合と同様に、まず、長尺な熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を緊張状態にし、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の両面に、長尺な金属箔3を重ね、これらを加熱ロール7間で圧着して積層させ、積層板15を作製し、次に、得られた積層板15に対して熱処理を施すことにより、金属張積層板20を作製する。
そして、上述の実施形態と同様に、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点Tmより1℃以上50℃未満高い温度に設定するとともに、1秒以上10分以下を満たす熱処理時間で熱処理を行うことにより、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3との密着強度が向上した金属張積層板20を得ることが可能になる。
また、同様に、本発明は、図6に示す、片面金属張積層板1に、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3と回路パターン37とにより構成された回路基板36が積層された多層回路基板38にも適用できる。
この場合、図7に示すように、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と、回路基板36における回路パターン37側の表面28(即ち、回路基板36における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の金属箔3側と反対側の表面40、及び回路基板36における回路パターン37の表面27)とを介して、片面金属張積層板1と回路基板36とを重ねて積層し、真空バッチプレスを用いて、この積層体を真空熱プレスにより加熱加圧することにより、片面金属張積層板1と回路基板36とを熱圧着して、図6に示す多層回路基板38を作製する。
そして、上述の実施形態と同様に、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点Tmより1℃以上50℃未満高い温度に設定するとともに、1秒以上10分以下を満たす熱処理時間で熱処理を行うことにより、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属シート3との界面34における密着強度を向上させることができるとともに、片面金属張積層板1における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と、回路基板36における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2及び回路パターン37との界面50(即ち、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と、回路基板36における回路パターン側の表面28との接触部分)における密着強度を向上させることができる。
また、図8に示すように、図1に示す片面金属張積層板1を2つ用意し、各片面金属張積層板1におけるフィルム面35を介して、2つの片面金属張積層板1を積層することにより、図9に示す多層回路基板60を構成してもよい。
そして、この多層回路基板60においても、上述の多層回路基板38と同様に、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属シート3との界面34における密着強度を向上させることができるとともに、各片面金属張積層板1における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の界面(即ち、各片面金属張積層板1におけるフィルム面35の接触部分)71における密着強度を向上させることができる。
この場合、図8に示すように、2つの片面金属張積層板1における各フィルム面35を介して、2つの片面金属張積層板1を重ねて積層し、この積層体を真空熱プレスにより加熱加圧することにより、2つの片面金属張積層板1を熱圧着して、図9に示す多層回路基板60を形成する。
また、図10に示すように、回路基板36の代わりに、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2からなるフィルム基板25を使用し、図1に示す片面金属張積層板1におけるフィルム面5とフィルム基板25のフィルム面26を介して、片面金属張積層板1とフィルム基板25とを積層することにより、図11に示す多層回路基板61を構成してもよい。
そして、この多層回路基板61においても、上述の多層回路基板38と同様に、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属シート3との界面34における密着強度を向上させることができるとともに、片面金属張積層板1における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と、フィルム基板25における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2との界面23(即ち、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と、フィルム基板25におけるフィルム面26との接触部分)における密着強度を向上させることができる。
この場合、図10に示すように、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と、フィルム基板25におけるフィルム面26とを介して、片面金属張積層板1とフィルム基板25とを重ねて積層し、この積層体を真空熱プレスにより加熱加圧することにより、片面金属張積層板1とフィルム基板25とを熱圧着して、図11に示す多層回路基板31を形成する。
以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
(実施例1〜10、比較例1〜6)
<熱可塑性液晶ポリマーフィルムの作製>
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℃で加熱混練した後、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出し、厚さ50μmの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の融点Tmは283℃、熱変形温度Tdefは230℃であった。
なお、融点は、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。即ち、作製したフィルムを、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熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点とした。
<金属張積層板の作製>
次に、連続熱プレス装置を使用して、作製した熱可塑性液晶ポリマーフィルムと、12μm厚みの圧延銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、表面粗さ:0.9μm)を、耐熱ゴムロールと加熱金属ロールの間に導入して圧着することにより接合し、積層板を作製した。
なお、銅箔の表面粗さRzは、表面粗さ測定器(ミツトヨ(株)製、商品名:サーフテストSJ−201)を使用して、JIS B0601に準拠して十点平均粗さを粗化面について測定することにより算出した。また、測定基準長さが0.8mm、評価長さが4mm、カットオフ値が0.8mm、及び送り速さが0.5mm/秒の条件で、圧延方向と平行に測定位置を変えて、10回測定を行い、10回の測定での平均値を求めた。
また、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと接する耐熱ゴムロールとして、樹脂被覆金属ロール(由利ロール機械(株)製、商品名:スーパーテンペックス、樹脂厚み:1.7cm)を使用した。また、耐熱ゴムロール及び加熱金属ロールとして、直径が40cmのものを使用した。
また、加熱金属ロールの表面温度を、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点よりも20℃低い温度(即ち、263℃)になるように設定した。更に、耐熱ゴムロールと加熱金属ロールの間で、熱可塑性液晶ポリマーフィルムおよび銅箔に加えられる圧力を面圧換算で120kg/cmに設定し、この条件下で、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを耐熱ゴムロールに沿って移動させた後、銅箔を熱可塑性液晶ポリマーフィルムに合わせて仮接合させた。
<熱処理工程>
次に、ニップロールにより、ライン上で巻き取りテンションを解除し、作製した積層板を、加熱処理手段であるIRによる熱処理装置(ノリタケカンパニーリミテッド(株)製、商品名:RtoR式遠赤外線加熱炉)間に通過させ、加熱処理を行い、実施例1〜10、及び比較例1〜6の金属張積層板を作製した。
なお、熱処理装置における熱処理時間(即ち、積層板の任意の一点が熱処理装置中を通過する時間)、及び熱処理温度を表6に示す通りに設定した。
<密着強度評価>
次に、作製した各金属張積層板から1.0cm幅の剥離試験片を作製し、試験片の熱可塑性液晶ポリマーフィルム層を両面接着テープで平板に固定し、JISC5016に準じて、180°法により、金属箔を50mm/分の速度で剥離したときの強度(kN/m)を測定した。
なお、耐屈曲性等の観点から、0.7kN/m以上の剥離強度が求められるため、0.7kN/m以上の強度を有する場合を密着強度が良好であると判断した。以上の結果を表6に示す。
<伝送損失の測定>
次に、作製した各金属張積層板における伝送損失を策定した。より具体的には、マイクロ波ネットワークアナライザー[アジレント(Agilent)社製、型式:8722ES]とプローブ(カスケードマイクロテック社製、型式:ACP40−250)を用いて、測定周波数40GHzで測定した。
なお、高周波特性の観点から、伝送損失が−0.8以下の場合を良好とし、−0.8より大きい場合を不良とした。以上の結果を表6に示す。
(実施例11〜13、比較例7〜9)
銅箔として、12μmの厚みを有する銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:TQ−M7−VSP、表面粗さ:1.1μm)を使用し、表7に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例1と同様にして金属張積層板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表7に示す。
(実施例14〜16、比較例10〜12)
銅箔として、12μm厚みの銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、シャイニー面の表面粗さ:0.5μm)を使用し、表8に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例1と同様にして金属張積層板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表8に示す。
(実施例17〜19、比較例13,14)
<熱可塑性液晶ポリマーフィルムの作製>
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℃で加熱混練した後、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出し、厚さ50μmの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の融点Tmは283℃、熱変形温度Tdefは230℃であった。
この熱可塑性液晶ポリマーフィルムを熱風温度260℃の窒素雰囲気の熱風乾燥機中で、フィルム表面温度を260℃に昇温させ、この温度で2時間熱処理し、その後、30分で280℃に昇温したのちに2時間熱処理した。熱処理後に、200℃まで20℃/分の速度で降温し、熱風乾燥機から取り出した。得られたフィルムの融点は315℃であった。
そして、銅箔として、12μm厚みの銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、表面粗さ:0.9μm)を使用し、表9に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例1と同様にして金属張積層板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表9に示す。
(実施例20〜26、比較例15〜18)
加熱処理手段として、IRによる熱処理装置の代わりに熱風循環炉(ヤマト科学(株)製、商品名:イナートオーブンDN411I)を用い、表10に示す熱処理温度、時間条件としたこと以外は、上記実施例1と同様にして金属張積層板を作製した。その後、上記実施例1と同様にして、密着強度および伝送損失の評価を行った。以上の結果を表10に示す。
(実施例27〜29、比較例19,20)
加熱処理手段としてIRによる熱処理装置の代わりに熱風循環炉(ヤマト科学(株)製、商品名:イナートオーブンDN411I)を使用し、表11に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例11と同様にして金属張積層板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表11に示す。
表6〜11に示すように、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmより1℃以上50℃未満高い温度に設定して熱処理を行うとともに、熱処理時間を1秒以上10分以下に設定して熱処理を行った実施例1〜29においては、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属箔との密着強度に優れた金属張積層板を得ることができることが判る。
一方、比較例1〜20においては、熱処理を行っていない、または熱処理時間が長すぎるため、実施例1〜29に比し、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属箔との密着強度に乏しいことが判る。
(実施例30〜33、比較例21)
<熱可塑性液晶ポリマーフィルムの作製>
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℃で加熱混練した後、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出し、厚さ50μmの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の融点Tmは282℃、熱変形温度Tdefは230℃であった。
次に、表12に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例1と同様にして金属張積層板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表12に示す。
<熱膨張係数の測定>
熱機械分析装置(TMA)を用いて、幅5mm、長さ20mmの熱可塑性ポリマーフィルムフィルムの両端に1gの引張荷重をかけ、室温から5℃/分の速度で200℃まで昇温したときの30℃と150℃の間の長さの変化に基づいて算出した。以上の結果を表12に示す。
<スキン層の厚みの測定>
次に、作製した金属張積層板をアクリル樹脂に埋包後、断面をクロスセクションポリッシャーで研磨した後、プロピルアミン溶液で断面をエッチングし、ドメイン構造を強調させた状態で、電子顕微鏡(SEM)を用いて観察し、30μm×30μmの範囲における断面観察画像における、任意の5点のスキン層の厚さの平均値を算出した。
<寸法安定性評価>
次に、作製した銅張積層板に対して、IPC−TM−6502.2.4に準じてMD方向、及びTD方向における寸法の変化率(%)を測定し、それらの平均値を寸法変化率とした。そして、寸法変化率が共に±0.1%以下の場合を、寸法安定性が良好であるとした。以上の結果を表12に示す。
表12に示すように、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmより1℃以上50℃未満高い温度に設定して熱処理を行うとともに、熱処理時間を1秒以上10分以下に設定して熱処理を行った実施例30〜33においては、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属箔との密着強度に優れた金属張積層板を得ることができることが判る。
より具体的には、例えば、実施例30において、図12に示すように、熱処理前の金属張積層板にはコア層17の表面にスキン16層が存在していたが、熱処理後の金属張積層板においては、図13に示すように、スキン層16が消失しており、金属箔(銅箔)3とコア層17の密着強度が向上していることが判る。また、実施例31〜33においても、同様に、スキン層が消失しており、金属箔(銅箔)とコア層の密着強度が向上していることが判る。
一方、比較例21においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点よりも低い温度で加熱処理を行うため、スキン層が消失しておらず、実施例30〜33に比し、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属箔との密着強度に乏しいことが判る。
また、実施例30〜33においては、比較例21に比し、寸法変化率が±0.1%以内と小さく、寸法安定性に優れることが判る。
(実施例34〜43、比較例22〜27)
<熱可塑性液晶ポリマーフィルムの作製>
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℃で加熱混練した後、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出し、厚さ50μmの熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を得た。この熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmは283℃、熱変形温度Tdefは230℃であった。
なお、融点は、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。即ち、作製したフィルムを、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熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点とした。
<片面金属張積層板の作製>
次に、連続熱プレス装置を使用して、作製した熱可塑性液晶ポリマーフィルムと、金属シート3として12μm厚みの圧延銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、表面粗さ:0.9μm)とを、耐熱ゴムロールと加熱金属ロールの間に導入して圧着することにより接合し、積層板を作製した。
なお、銅箔の表面粗さRzは、表面粗さ測定器(ミツトヨ(株)製、商品名:サーフテストSJ−201)を使用して、JIS B0601に準拠して十点平均粗さを粗化面について測定することにより算出した。また、測定基準長さが0.8mm、評価長さが4mm、カットオフ値が0.8mm、及び送り速さが0.5mm/秒の条件で、圧延方向と平行に測定位置を変えて、10回測定を行い、10回の測定での平均値を求めた。
また、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと接する耐熱ゴムロールとして、樹脂被覆金属ロール(由利ロール機械(株)製、商品名:スーパーテンペックス、樹脂厚み:1.7cm)を使用した。また、耐熱ゴムロール及び加熱金属ロールとして、直径が40cmのものを使用した。
また、加熱金属ロールの表面温度を、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点よりも20℃低い温度(即ち、263℃)になるように設定した。更に、耐熱ゴムロールと加熱金属ロールの間で、熱可塑性液晶ポリマーフィルムおよび銅箔に加えられる圧力を面圧換算で120kg/cm2に設定し、この条件下で、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを耐熱ゴムロールに沿って移動させた後、銅箔を熱可塑性液晶ポリマーフィルムに合わせて仮接合させた。
<熱処理工程>
次に、ニップロールにより、ライン上で巻き取りテンションを解除し、作製した積層板を、加熱処理手段であるIRによる熱処理装置(ノリタケカンパニーリミテッド(株)製、商品名:RtoR式遠赤外線加熱炉)間に通過させ、加熱処理を行い、実施例34〜43、及び比較例22〜27の片面金属張積層板1を作製した。
なお、熱処理装置における熱処理時間(即ち、積層板の任意の一点が熱処理装置中を通過する時間)、及び熱処理温度を表13に示す通りに設定した。
<回路基板の作製>
次に、回路基板36を作製した。より具体的には、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℃で加熱混練した後、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出し、厚さ50μmの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の融点Tmは283℃、熱変形温度Tdefは230℃であった。
この熱可塑性液晶ポリマーフィルムを熱風温度260℃の窒素雰囲気の熱風乾燥機中で、フィルム表面温度を260℃に昇温させ、この温度で2時間熱処理し、その後、30分で280℃に昇温した後、2時間熱処理した。熱処理後に、200℃まで20℃/分の速度で降温し、熱風乾燥機から取り出した。得られたフィルムの融点は315℃であった。
このフィルムの両面に12μmの圧延銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、表面粗さ:0.9μm)を真空バッチプレス(北川精機(株)製 商品名:VH2−1600)を用いて、真空4torr、300℃、10分間プレスし、両面金属張積層板とした。その後、片方の銅箔面にフォトマスクを用いて、回路パターン37を形成して、回路基板36を作製した。
<多層回路基板の作製>
次に、図6、図9、図11に示す多層回路基板38,60,61を作製した。
より具体的には、図7に示すように、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と、回路基板36における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の金属箔3側と反対側の表面40、及び回路基板36における回路パターン37の表面27とを介して、片面金属張積層板1と回路基板36とを重ねて積層し、真空バッチプレス(北川精機株式会社製 VH2−1600)を用いて、この積層体を真空熱プレスにより加熱加圧(4torr、290℃、1.5MPaの条件下で15分間プレス)することにより、片面金属張積層板1と回路基板36とを熱圧着して、図6に示す多層回路基板38を作製した。
また、図8に示すように、2つの片面金属張積層板1における各フィルム面35を介して、2つの片面金属張積層板1を重ねて積層し、真空バッチプレス(北川精機株式会社製 VH2−1600)を用いて、この積層体を真空熱プレスにより加熱加圧(4torr、290℃、1.5MPaの条件下で15分間プレス)することにより、2つの片面金属張積層板1を熱圧着して、図9に示す多層回路基板60を作製した。
また、図10に示すフィルム基板25として、上述の片面金属張積層板1を構成する熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を用意し、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と、フィルム基板25におけるフィルム面26とを介して、片面金属張積層板1とフィルム基板25とを重ねて積層し、真空バッチプレス(北川精機株式会社製 VH2−1600)を用いて、この積層体を真空熱プレスにより加熱加圧(4torr、290℃、1.5MPaの条件下で15分間プレス)することにより、片面金属張積層板1とフィルム基板25とを熱圧着して、図11に示す多層回路基板61を作製した。
<密着強度評価>
次に、作製した片面金属張積層板1から1.0cm幅の剥離試験片を作製し、試験片を両面接着テープで平板に固定した。そして、片面金属張積層板1における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属シート(銅箔)3の界面34について、JISC5016に準じて、180°法により、金属シート3を50mm/分の速度で剥離した時の強度(kN/m)を測定した。
また、同様に、多層回路基板38から1.0cm幅の剥離試験片を作製し、試験片を両面接着テープで平板に固定し、回路基板36における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2及び回路パターン37との界面50について、JISC5016に準じて、180°法により、片面金属張積層板1を50mm/分の速度で剥離した時の強度(kN/m)を測定した。なお、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と回路基板36における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の金属箔3側と反対側の表面40との間、及び片面金属張積層板1におけるフィルム面35と回路基板36における回路パターン37の表面27との間の密着強度に分けて測定した。
また、同様に、多層回路基板60,61から1.0cm幅の剥離試験片を作製し、試験片を両面接着テープで平板に固定した。そして、多層回路基板60においては、各片面金属張積層板1における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の界面71について、多層回路基板61においては、片面金属張積層板1における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と、フィルム基板25における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2との界面23について、JISC5016に準じて、180°法により、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を50mm/分の速度で剥離した時の強度(kN/m)を測定した。
なお、耐屈曲性等の観点から、0.7kN/m以上の剥離強度が求められるため、各密着強度の評価において、0.7kN/m以上の強度を有する場合を密着強度が良好であると判断した。以上の結果を表13に示す。
<伝送損失の測定>
次に、作製した片面金属張積層板1における伝送損失を測定した。より具体的には、マイクロ波ネットワークアナライザー[アジレント(Agilent)社製、型式:8722ES]とプローブ(カスケードマイクロテック社製、型式:ACP40−250)を用いて、測定周波数40GHzで測定した。
なお、高周波特性の観点から、伝送損失が−0.8以下の場合を良好とし、−0.8より大きい場合を不良とした。以上の結果を表13に示す。
(実施例44〜46、比較例28〜30)
銅箔として、12μmの厚みを有する銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:TQ−M7−VSP、表面粗さ:1.1μm)を使用し、表14に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例1と同様にして片面金属張積層板および多層回路基板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表14に示す。
(実施例47〜49、比較例31〜33)
銅箔として、12μm厚みの銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、シャイニー面の表面粗さ:0.5μm)を使用し、表15に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例1と同様にして片面金属張積層板と多層回路基板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表15に示す。
(実施例50〜52、比較例34〜36)
<熱可塑性液晶ポリマーフィルムの作製>
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℃で加熱混練した後、直径40mm、スリット間隔0.6mmのインフレーションダイにより押出し、厚さ50μmの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の融点Tmは283℃、熱変形温度Tdefは230℃であった。
この熱可塑性液晶ポリマーフィルムを熱風温度260℃の窒素雰囲気の熱風乾燥機中で、フィルム表面温度を260℃に昇温させ、この温度で2時間熱処理し、その後、30分で280℃に昇温したのちに2時間熱処理した。熱処理後に、200℃まで20℃/分の速度で降温し、熱風乾燥機から取り出した。得られたフィルムの融点は315℃であった。
そして、銅箔として、12μm厚みの銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、表面粗さ:0.9μm)を使用し、表16に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行って片面金属張積層板を作製し、多層回路基板をそれぞれ積層する際の熱圧着温度を305℃としたこと以外は、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表16に示す。
(実施例53〜59、比較例37〜40)
加熱処理手段として、IRによる熱処理装置の代わりに熱風循環炉(ヤマト科学(株)製、商品名:イナートオーブンDN411I)を用い、表17に示す熱処理温度、時間条件としたこと以外は、上述の実施例1と同様にして片面金属張積層板と多層回路基板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表17に示す。
表13〜17に示すように、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmより1℃以上50℃未満高い温度に設定して熱処理を行うとともに、熱処理時間を1秒以上10分以下に設定して熱処理を行うことにより片面金属張積層板1を作製した実施例34〜59においては、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属シートとの界面34における密着強度および該片面金属張積層板1のフィルム面35と、他の基板との界面50,71,23における密着強度がいずれも0.7kN/m以上となる片面金属張積層板1を得ることができ、この片面金属張積層板1を用いることにより、密着強度と高周波特性に優れる多層回路基板38,60,61が得られることが判る。
一方、比較例22〜40おいては、熱処理を行っていない、または10分を超える熱処理を施した片面金属張積層板を用いたため、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属シートとの界面における密着強度が0.7kN/m未満となっており、また、フィルム面と他の基板との界面における密着強度の一部が0.7kN/m未満となっている。
このような界面における密着強度が低い片面金属張積層板を用いた場合、仮に、フィルム面と他の基板との界面における密着強度が0.7kN/m以上であったとしても、該片面金属張積層板自体の強度が低いため、加工に耐えることができず、実用性に乏しい。
以上に説明したように、本発明は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを使用した金属張積層板の製造方法およびこれを用いた金属張積層板に関する。
1 金属張積層板
2 熱可塑性液晶ポリマーフィルム
3 金属箔(金属シート)
4 巻き出しロール
5 巻き出しロール
6 積層板
7 加熱ロール
8 耐熱ゴムロール
9 加熱金属ロール
10 連続熱プレス装置
11 ニップロール
12 加熱処理手段
13 巻き取りロール
15 積層板
20 金属張積層板
25 フィルム基板
30 連続熱プレス装置
36 回路基板
38 多層回路基板
60 多層回路基板
61 多層回路基板
本発明は、光学的異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性ポリマー(以下、「熱可塑性液晶ポリマー」と称する)からなるフィルム(以下、これを「熱可塑性液晶ポリマーフィルム」と称する)を使用した金属張積層板の製造方法およびこれを用いた金属張積層板に関する。
従来、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを備えた金属張積層板は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムに由来した優れた低吸湿性、耐熱性、耐薬品性および電気的性質を有するとともに、優れた寸法安定性も有しているため、フレキシブル配線板や半導体実装用の回路基板などの回路基板の材料として使用されている。
この金属張積層板としては、例えば、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、金属(表面粗さ:2〜4μm)が接合された金属張積層板であって、所定の分子配向度を有する熱可塑性液晶ポリマーフィルムと、金属とを、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを緊張状態に保った状態で、加熱ロール間で圧着させて積層板を得た後、この積層板を、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点以上で加熱処理することにより製造された金属張積層板が提案されている。そして、このような金属張積層板においては、表面粗さの大きな金属を使用しているため、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度に優れた金属張積層板を提供することができる(例えば、特許文献1参照)。
特許4216433号公報
ここで、近年、スマートフォンなどの高性能な小型電子機器の普及により、部品の高密度化が進展するとともに、電子機器の高性能化が進んでいるため、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属との密着強度に優れるとともに、伝送信号の高周波化に対応可能な(即ち、高周波特性を有する)金属張積層板が要望されている。
しかし、上記特許文献1に記載の金属張積層板においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属との密着強度には優れるものの、上記高周波特性に乏しいため、密着特性と高周波特性の両立が困難であるという問題があった。
伝送線路となる金属の高周波特性、すなわち伝送損失は表皮効果(表面抵抗)に依存するため、表面形状、特に金属の表面粗さ(十点平均粗さ)Rzに依存し、Rzが大きい高粗度の金属は伝送損失が大きくなり、つまりは高周波特性が悪くなる一方、Rzが小さい低粗度の金属は伝送損失が小さくなり、つまりは高周波特性が良くなるため、表面粗さRzが小さい低粗度の金属が望ましい。
しかしながら、表皮効果の抵抗を低減し、伝送損失を小さくするために低粗度の金属を用いると、金属と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度が不十分となるので、伝送損失と密着強度の両者の特性を満足させるために種々の試みがなされてきているが、いまだ十分な解決を見ていない。
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属との密着強度に優れた金属張積層板の製造方法およびこれを用いた金属張積層板を提供することを目的とする。
本発明者らは、高粗度の金属と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを熱圧着した後、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを熱処理することで、金属と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度が向上する場合があることを見出したが、本発明の構成である低粗度の金属と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを熱圧着した積層体を熱処理した場合、密着強度の向上が必ずしも見られないことがわかった。本発明者らは、積層体の熱処理条件をさらに検討したところ、驚くべきことに、特定の温度条件で熱処理を続けると、ある時点までは、密着強度の向上が見られるが、ある時点を経過すると密着強度が下がる傾向があることを見出し、熱処理温度・時間条件を特定の範囲とすることで、低粗度の金属と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを熱圧着した積層体の密着強度を高めることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
従って、本発明の金属張積層板の製造方法は、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金属が接合された金属張積層板の製造方法であって、以下の条件(1)および(2)を満たす熱処理を施すことを特徴とする。
(1)熱処理温度が、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点より1℃以上50℃未満高い温度である。
(2)前記熱処理の時間が、1秒以上10分以下である。
また、本発明の金属張積層板は、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金属が接合された金属張積層板であって、熱可塑性液晶ポリマーフィルムのスキン層の厚みが、金属の表面粗度以下である。
また、本発明の多層回路基板の製造方法は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの表面に金属が接合された片面金属張積層板と、基板とが積層された多層回路基板の製造方法であって、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属とを接合して積層板を形成し、積層板に対して、以下の条件(1)および(2)を満たす熱処理を施すことにより、片面金属張積層板を製造する工程を少なくとも含むことを特徴とする。
(1)熱処理温度が、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点より1℃以上50℃未
満高い温度である。
(2)前記熱処理の時間が、1秒以上10分以下である。
本発明によれば、高周波特性を有するとともに、密着強度に優れた金属張積層板を提供することができる。特に、本発明の条件によれば、金属の粗化処理の施されていない面(シャイニー面)と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを積層した場合でも、十分な密着強度を有する金属張積層板を提供することができる。
本発明の実施形態に係る金属張積層板の構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る加熱処理後の金属張積層板の構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る金属張積層板の製造方法において使用する連続熱プレス装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の変形例に係る金属張積層板の構造を示す断面図である。 本発明の変形例に係る金属張積層板の製造方法において使用する連続熱プレス装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の変形例に係る片面金属張積層板と回路基板とが積層された多層回路基板の構造を示す断面図である。 本発明の変形例に係る多層回路基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の変形例に係る多層回路基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の変形例に係る片面金属張積層板と回路基板とが積層された多層回路基板の構造を示す断面図である。 本発明の変形例に係る多層回路基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の変形例に係る片面金属張積層板とフィルム基板とが積層された多層回路基板の構造を示す断面図である。 実施例30における金属張積層板(加熱処理前)の電子顕微鏡(SEM)写真である。 実施例30における金属張積層板(加熱処理後)の電子顕微鏡(SEM)写真である。 従来の金属張積層板の構造を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
図1は、本発明の実施形態に係る金属張積層板の構造を示す断面図である。
図1に示すように、本実施形態の金属張積層板1は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の片面に積層された金属箔3とにより構成されている。
<金属箔>
本発明の金属箔3としては、特に制限はなく、例えば、銅、金、銀、ニッケル、アルミニウム、及びステンレスなどを挙げることができ、導電性、取り扱い性、及びコスト等の観点から、銅箔やステンレス箔を使用することが好ましい。なお、銅箔としては、圧延法や電解法によって製造されるものを使用することができる。
また、金属箔3には、通常、銅箔に対して施される酸洗浄などの化学的処理が施されていてもよい。また、金属箔3の厚みは、9μm以上200μm以下の範囲が好ましく、9μm以上40μm以下の範囲内がより好ましい。
これは、9μmよりも小さい場合は、厚みが小さすぎるため、金属張積層板1の製造工程において、金属箔3にシワ等の変形が生じる場合があるためであり、200μmよりも大きい場合は、厚みが大きすぎるため、例えば、フレキシブル配線板として使用する場合に、折り曲げ性能が低下する場合があるためである。
また、本発明においては、金属箔3の表面粗さが小さく(即ち、低粗度であり)、特に十点平均粗さRzが2.0μm未満であることが、高周波特性に優れる点で好ましく、また高周波特性と密着強度のバランスから、1.5μm以下の範囲内であることがより好ましく、1.1μm以下の範囲内であることがより好ましい。さらに本発明によれば、驚くべきことに、従来熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの接着が困難であるとされる、金属箔の粗化処理を施していない面(シャイニー面)と積層した場合でも、良好な密着強度が得られる。シャイニー面の粗度としては0.5μm以下、さらに0.3μmの金属箔との積層も可能である。
なお、金属箔の表面粗さが2.0μm以上の場合は、積層により金属箔の粗化処理面の凹凸が、熱可塑性液晶ポリマー特有のフィルムスキン層を貫き、フィルム内部のコア層まで達すると考えられるため、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属箔との密着強度が向上するものの、良好な高周波特性を実現することが困難になる。
即ち、金属箔3として、高周波特性に優れる表面粗さRzが2.0μm未満の金属箔を採用することにより、良好な高周波特性を有し、密着強度に優れた金属張積層板1を得ることが可能になる。
なお、ここで言う「表面粗さ」とは、接触式表面粗さ計(ミツトヨ(株)製、型式:SJ−201)を用いて測定された、金属表面の十点平均粗さ(Rz)のことを言い、金属箔3の表面のうち、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と接触する面の粗さのことを言う。
また、表面粗さの測定方法としては、ISO4287−1997に準拠した方法により行われる。より詳細には、表面粗さ(Rz)は、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さを抜き取り、最高から5番目までの山頂(凸の頂点)の標高の平均値と、最深から5番目までの谷底(凹の底点)の標高の平均値との和をμmで表わしたものであり、十点平均粗さを示したものである。
また、一般に、市販されている金属箔は、積層する樹脂フィルム等との密着強度を高めるため、金属箔表面が粗化処理されることが多いが、本発明においては、金属箔の面のうち、粗化処理が施されておらず表面粗さの小さいシャイニー面と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを積層した場合においても、高い密着強度を実現することができる。従って、低粗度であることに基づいて、高周波特性に優れた金属張積層板を実現できるとともに、金属箔表面の粗化処理を行わない場合であっても密着強度を高めることができるため、作業の効率化、低コスト化も実現できる。
<熱可塑性液晶ポリマーフィルム>
本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルムの原料は、特に限定されるものではない。例えば、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。但し、光学的に異方性の溶融相を形成し得るポリマーを得るために、各々の原料化合物の組み合わせには適当な範囲があることは言うまでもない。
(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)
(2)芳香族または脂肪族ジカルボン酸(代表例は、表2参照)
(3)芳香族ヒドロキシカルボン酸(代表例は、表3参照)
(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)
また、これらの原料化合物から得られる熱可塑性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。
また、本発明に使用される熱可塑性液晶ポリマーは、フィルムに所望の耐熱性と加工性を与える目的においては、約200〜約400℃の範囲内、とりわけ約250〜約350℃の範囲内に融点を有するものが好ましいが、フィルム製造の点からは、比較的低い融点を有するものが好ましい。
従って、より高い耐熱性や融点が必要な場合には、一旦得られたフィルムを加熱処理することによって、所望の耐熱性や融点にまで高めることができる。加熱処理の条件の一例を説明すれば、一旦得られたフィルムの融点が283℃の場合でも、260℃で5時間加熱すれば、融点は320℃になる。
本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2は、上記のポリマーを押出成形して得られる。このとき、任意の押出成形法を使用できるが、周知のTダイ製膜延伸法、ラミネート体延伸法、インフレーション法等が工業的に有利である。特に、インフレーション法では、フィルムの機械軸(長手)方向(以下、「MD方向」という。)だけでなく、これと直交する方向(以下、「TD方向」という。)にも応力が加えられるため、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。
また、本実施形態の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2は、フィルム長手方向の分子配向度SOR(Segment Orientation Ratio)を0.90以上1.20未満の範囲とすることが好ましく、0.95以上1.15以下の範囲とすることがより好ましく、0.97以上1.15以下の範囲とすることが更に好ましい。
この範囲の分子配向度を有する熱可塑性液晶ポリマーフィルム2は、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が良好であり、実用性が高いだけでなく、上述したように、回路基板用の金属張積層板1の等方性および寸法安定性を良好にする利点がある。
また、分子配向度SORが0.50以下または1.50以上の場合は、液晶ポリマー分子の配向の偏りが著しいためにフィルムが硬くなり、かつTD方向またはMD方向に裂け易い。加熱時の反りがないなどの形態安定性が必要とされる回路基板用では、上述したように、分子配向度SORが0.90以上で1.15未満の範囲であることが必要である。特に、加熱時の反りを皆無にする必要がある場合には、0.95以上で1.08以下であることが望ましい。また分子配向を0.90以上で1.08以下にすることでフィルム誘電率を均一にすることができる。
なお、ここで言う「分子配向度SOR」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MOR(Molecular Orientation Ratio)とは異なり、物体の厚さを考慮した値である。
また、上記分子配向度SORは、以下のように算出される。
まず、周知のマイクロ波分子配向度測定機を用い、そのマイクロ波共振導波管中に熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を、フィルム面がマイクロ波の進行方向に対し垂直となるよう挿入し、この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。
そして、この測定値に基づいて、下記数式(1)により、m値(屈折率と称する)が算出される。
(数1)
m=(Zo/△z)X[1−νmax /νo] …(1)
(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(即ち、物体がないとき)の最大マイクロ波透過強度を与える振動数である。)
次に、マイクロ波の振動方向に対する物体の回転角が0°の時、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(通常、押出成形されたフィルムの長手方向)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時の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 /m90により算出される。
本発明の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の厚みは、特に限定されないが、電気絶縁性材料として熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を用いた金属張積層板1をプリント配線板として使用する場合には、20〜500μmの範囲が好ましく、20〜150μmの範囲がより好ましく、20〜100μmの範囲が更に好ましく、20〜50μmの範囲が最も好ましい。
これは、フィルムの厚さが薄過ぎる場合には、フィルムの剛性や強度が小さくなるため、得られるプリント配線板に電子部品を実装する際に、プリント配線板が加圧により変形し、配線の位置精度が悪化して不良の原因となるためである。
また、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の熱膨張係数は、10〜30ppm/℃が好ましく、12〜25ppm/℃がより好ましく、15〜20ppm/℃が更に好ましい。これは、10ppm/℃よりも小さい場合は、金属張積層板に回路を形成する際にフィルムが収縮する場合があるためであり、30ppm/℃よりも大きい場合は、金属張積層板に回路を形成する際にフィルムが膨張する場合があるためである。なお、熱膨張係数は、後述する実施例に記載した方法により測定される値である。熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の熱膨張係数が10〜30ppm/℃の範囲であれば、金属張積層板1の寸法変化率が小さく、好ましい。
また、金属張積層板1における寸法安定性(歪みの発生)の判定は、金属箔が設けられた金属張積層板と、金属箔が設けられていない金属張積層板との寸法変化率を指標にすればよく、寸法変化率が±0.1%以下であれば、金属張積層板1における歪みの発生が抑制されていると言える。
なお、ここで言う「寸法変化率」とは、IPC−TM6502.2.4に準拠した方法により、熱処理後の金属張積層板にMD方向、及びTD方向における基準点を設け、金属箔エッチング後に150℃で、30分ベークした後の基準点位置から測定された、MD方向とTD方向における寸法の変化率(%)の平均値のことを言う。
また、パーソナルコンピューターなどのメイン回路基板の電気絶縁性材料としては、上記の熱可塑性液晶ポリマーフィルムと他の電気絶縁性材料、例えば、ガラス基材との複合体を用いることもできる。なお、フィルムには、滑剤、酸化防止剤などの添加剤を配合してもよい。
次に、本発明の実施形態に金属張積層板の製造方法について説明する。
本実施形態の製造方法は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3とを接合して積層板を形成する積層板形成工程と、積層板に対して熱処理を施す熱処理工程とを備える。
<積層板形成工程>
まず、長尺な熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を緊張状態にし、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の片面に、長尺な金属箔3を重ね、これらを加熱ロール間で圧着して積層させる。
なお、ここで言う「緊張状態」とは、フィルム長手方向(引張方向)に、フィルムに張力(例えば、0.12〜0.28kg/mm2 )がかけられている状態をいう。
図3は本発明の実施形態に係る金属張積層板の製造方法において使用する連続熱プレス装置の全体構成を示す概略図である。
この連続熱プレス装置10は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の一方の表面に金属箔3が接合された片面金属張積層板を製造するためのものであり、図3に示すように、連続熱プレス装置10は、ロール形状の熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を装着した巻き出しロール4と、ロール形状の銅箔のような金属箔3を装着した巻き出しロール5と、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3とを熱圧着させて接合し、積層板6を形成する加熱ロール7とを備えている。
片面金属張積層板を製造する場合、加熱ロール7としては、例えば、一対の耐熱ゴムロール8と加熱金属ロール9(共にロール面の硬さが80度以上)が用いられる。この耐熱ゴムロール8と金属ロール9は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2側に耐熱ゴムロール8を配置するとともに、金属箔3側に加熱金属ロール9を配置することが好ましい。
また、片面金属張積層板を製造する場合に用いる耐熱ゴムロール8は、好ましくはJISK6301に基づくA型のスプリング式硬さ試験機による試験によって、ロール面の硬さが80度以上、より好ましくは80〜95度のものが使用される。この際、硬さが80度未満では、熱圧着時の圧力不足を招いて、積層板6の接着強度が不足する。また、硬さが95度を越えると、耐熱ゴムロール8と加熱金属ロール9との間で局部的線圧が作用し、積層板6の外観不良を起こすことがある。なお、80度以上のゴムは、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴムなどの合成ゴムまたは天然ゴム中に、加硫剤、アルカリ性物質などの加硫促進剤を添加することによって得られる。
そして、図1に示すように、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3とを重ねた状態で、フィルム長手方向に搬送することにより、一対の耐熱ゴムロール8と加熱金属ロール9間に供給し、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3とを熱圧着して積層させる。
<熱処理工程>
次に、得られた積層板6に対して熱処理を施すことにより、金属張積層板1を作製する。連続熱プレス装置10は、図3に示すように、積層板6を搬送するためのニップロール11と、積層板6を加熱処理するための加熱処理手段12と、加熱処理された金属張積層板1を巻き取る巻き取りロール13とを備えている。
加熱処理手段12としては、積層板6を熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点以上の温度で加熱処理することができるものであれば、特に限定されず、例えば、熱風式の加熱処理炉、熱風循環乾燥機、熱ロール、セラミックヒーター、IR(遠赤外線)による熱処理装置またこれらを併用した方法を使用することができる。また、金属箔3の表面の酸化を防止する観点から、加熱した窒素ガスを使用して、酸素濃度が0.1%以下の不活性雰囲気で加熱処理を行うことが好ましい。
ここで、本発明においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点をTm(℃)、熱処理温度をTa(℃)とした場合に、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmより1℃以上50℃未満高い温度で、かつ1秒〜10分熱処理を行うことに特徴がある。
積層板6に対してこのような熱処理を施すことにより、従来は困難であった低粗度の金属箔と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度を高めることができる。特に、高周波特性に優れる表面粗さRzが2.0μm未満の金属箔と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度を高めることができる。
そして、このような熱処理の方法により、従来、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度を得ることが難しかった、粗化処理を施していない金属箔のシャイニー面と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度を十分に向上させることが可能になる。
なお、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3との密着強度をより一層向上させるとの観点から、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmより1℃以上30℃以下高い温度に設定することが好ましく、2℃以上20℃以下高い温度に設定することがより好ましい。また、同様の観点から、熱処理時間を、5秒〜8分に設定することが好ましく、8秒〜5分に設定することがより好ましく、8秒〜3分に設定することがらさらに好ましい。
また、上記の熱処理条件によって、低粗度の金属箔と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度が向上する理由としては、以下のように推測される。即ち、一般に、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを金属箔と熱圧着した場合、熱圧着時の熱によって、熱可塑性液晶ポリマーフィルム表面が融解し、熱圧着時の圧力によって熱可塑性液晶ポリマーフィルムの表面にスキン層と呼ばれる分子配向が生じる。
ここで、従来の金属張積層板50においては、図14に示すように、熱可塑性液晶ポリマーフィルム51のスキン層52は、フィルム内部の層であるコア層53の構造に比し、一方向に裂けやすく、結晶構造的にもコア層53とは異なる層であるため、コア層53とスキン層52の界面密着が弱く、コア層53とスキン層52の界面が剥離しやすいため、金属箔54の凸部55がスキン層52に到達している場合であっても、このスキン層52が熱可塑性液晶ポリマーフィルム51と金属箔54との密着強度を低下させる要因となっていた。
しかし、本実施形態においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3とを熱圧着した後、圧力をかけない状態で熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点以上の温度で加熱処理を行うため、一旦、形成されたスキン層の配向が消失(即ち、密着強度を低下させる要因が消失)し、スキン層16の厚みが薄くなる。従って、図2に示すように、金属箔3の凸部18がスキン層16を通過して、コア層17に到達するため、結果として、密着強度が向上するものと考えられる。
即ち、本発明においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3とを熱圧着した後、圧力をかけない状態で熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点以上の温度で加熱処理を行うため、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2のスキン層16の厚みを、金属3の表面粗度以下に設定することができる。その結果、金属箔3の表面粗さに依存せず、金属箔3が低粗度の場合であっても、十分な密着強度を有する金属張積層板1を得ることができる。
ここで、スキン層16の厚さは、スキン層16とコア層17の境界面19と、熱可塑性液晶ポリマーフィルムのスキン層16側の表面21との距離で定義され、本発明のスキン層16の厚さは、30μ×30μmの範囲における断面観察画像における、任意の5点のスキン層の厚さの平均値のことを言う。
なお、スキン層16とコア層17の境界面19は、金属張積層板の断面をクロスセクションポリッシャーで研磨した後、該断面をプロピルアミン溶液でエッチングした断面において、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2中に黒い断面として観察される。これは、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2において熱圧着時の熱と圧力によりスキン層16が生じた際、スキン層16とコア層17との間に小さなドメイン群が形成されており、この小さなドメイン群がプロピルアミン溶液で溶解し除去されるために、黒い断面として観察されるものと推察される。なお、観察手段として電子顕微鏡(SEM)が好適に用いられる。
また、密着強度の観点から、スキン層16の厚みをTとした場合、スキン層16の厚みTが金属3の表面粗さRzに対して95%以下(即ち、T/Rz≦0.95)が好ましく、50%以下がより好ましく、20%以下が更に好ましい。これは、95%よりも大きい場合は、スキン層とコア層の界面で剥離する場合があるためである。
また、スキン層16の厚みTが金属3の表面粗さRz以下であれば、スキン層16の厚みTは金属3の表面粗さRzに対して1%以上であってもよく、5%以上であってもよい。また、例えば0.05≦T/Rz≦0.95であってもよい。
また、密着強度の観点から、スキン層16の厚みは1.1μm以下が好ましく、0.9μm以下がより好ましく、0.5μm以下が更に好ましく、0.3μm以下が最も好ましい。
また、本発明のように、低粗度の金属箔を用いた場合、熱処理を続けると、向上した密着強度が、あるピークを境として、減少し始めるという現象が生じる。この密着強度が減少する原因の一つとしては、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱劣化が考えられるが、このような現象は、高粗度の金属箔を用いた場合には生じない現象である。
そこで、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと低粗度の金属箔との積層体の剥離面を観察することにより、この現象の原因について考察した。より具体的には、熱処理を続けることにより、一旦、上昇した密着強度が減少した熱可塑性液晶ポリマーフィルムと低粗度の金属箔との積層体において、金属箔から剥離したフィルムの剥離面を詳細に観察したところ、該フィルム表面に、金属箔の表面に形成されていた凹凸部の凸部が付着していることが判った。
この結果から、低粗度の金属箔を用いた積層体の熱処理を続けた場合に、密着強度の低下が起こる現象の原因として、金属箔の表面における凹凸部の熱劣化が推測される。即ち、低粗度の金属箔の場合、凹凸部における各凸部の形状が小さく、熱によって劣化しやすいため、この凸部が、積層時には熱可塑性液晶ポリマーフィルムの表面に食い込んで密着強度を高める作用をするが、その一方で、熱によって脆くなり、フィルムと金属箔を剥離する際に、この凸部がフィルムとともに剥離しやすくなるため、熱処理を続けることにより、密着強度が低下するものと考えられる。
一方、高粗度の金属箔の場合、元々、フィルムとの密着強度が高いことに加え、金属箔の表面の凹凸部における各凸部の形状が大きく、この凸部が熱に対して頑強であり耐熱劣化性に優れるため、熱処理に起因する金属箔表面の熱劣化が少なくなり、熱処理による熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱劣化の寄与を考慮しても、密着強度の低下が見られないものと考えられる。
また、金属箔において、粗化処理を施していないシャイニー面には、密着強度を高めるために形成された凹凸部は存在しないが、このシャイニー面と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとを積層した場合においても、熱処理による密着強度の低下が見られる。これは、フィルムとの密着強度を高めるための粗化処理が施されていないシャイニー面と熱可塑性液晶ポリマーフィルムとの密着強度においては、熱処理を続けることによる熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱劣化が密着強度に顕著に反映されるため、ある熱処理時間を境に、密着強度の減少が見られるものと推測される。
以上より、本発明の熱処理条件によれば、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の表面におけるスキン層とコア層との界面構造差を消失(構造の均一化)させることにより、密着強度を向上させることができ、かつ、低粗度の金属箔3の表面における熱劣化が生じない条件で熱処理を行うことにより、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3との密着強度を向上させた積層体を得ることが可能になる。
なお、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点Tmよりも高い温度に設定するのは、熱処理温度Taが融点Tm以下の場合は、熱処理による熱可塑性液晶ポリマーフィルム表面のスキン層の消失効果が不十分であるため、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3との密着強度の向上が不十分である場合があり、また、熱処理温度Taが融点Tm+50℃以上の場合は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の分解温度に接近するため、着色等により外観が悪化する場合があるためである。
そして、このような熱処理時間Tで熱処理を行うことにより、低粗度の金属箔表面の熱劣化および熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱劣化を制御することが可能であるため、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3との密着強度を向上させることが可能になる。
なお、本発明におけるスキン層とは、金属張積層板1の断面をクロスセクションポリッシャーで研磨した後、プロピルアミン溶液で断面をエッチングし、ドメイン構造を強調させた状態で、電子顕微鏡(SEM)を用いて観察することにより確認できる層のことを言う。
また、本発明の熱処理により、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の熱膨張係数を特定の範囲内に制御することが可能である。例えば、熱処理時間が10分を超える場合、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の熱膨張係数が大きくなりすぎ、金属張積層板1の寸法変化率が大きくなってしまうため好ましくない。また、熱処理温度Taが熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmより1℃高い温度未満であると、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の熱膨張係数が低く、金属張積層板1の寸法変化率が大きくなってしまうため好ましくない。
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
上記実施形態においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の片面に金属箔3が接合された金属張積層板1を例に挙げて説明したが、本発明は、図4に示す、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の両面に金属箔3が接合された金属張積層板1にも適用できる。即ち、本発明は、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の少なくとも一方の表面に金属箔3が接合された金属張積層板に適用することができる。
この場合、図5に示すように、上述の図3に示した連続熱プレス装置10に、更に、ロール形状の銅箔のような金属箔3を装着した巻き出しロール5を備える(即ち、2個の巻き出しロール5を備える)連続熱プレス装置30が使用される。
そして、上述の実施形態の場合と同様に、まず、長尺な熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を緊張状態にし、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の両面に、長尺な金属箔3を重ね、これらを加熱ロール7間で圧着して積層させ、積層板15を作製し、次に、得られた積層板15に対して熱処理を施すことにより、金属張積層板20を作製する。
そして、上述の実施形態と同様に、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点Tmより1℃以上50℃未満高い温度に設定するとともに、1秒以上10分以下を満たす熱処理時間で熱処理を行うことにより、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3との密着強度が向上した金属張積層板20を得ることが可能になる。
また、同様に、本発明は、図6に示す、片面金属張積層板1に、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属箔3と回路パターン37とにより構成された回路基板36が積層された多層回路基板38にも適用できる。
この場合、図7に示すように、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と、回路基板36における回路パターン37側の表面28(即ち、回路基板36における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の金属箔3側と反対側の表面40、及び回路基板36における回路パターン37の表面27)とを介して、片面金属張積層板1と回路基板36とを重ねて積層し、真空バッチプレスを用いて、この積層体を真空熱プレスにより加熱加圧することにより、片面金属張積層板1と回路基板36とを熱圧着して、図6に示す多層回路基板38を作製する。
そして、上述の実施形態と同様に、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の融点Tmより1℃以上50℃未満高い温度に設定するとともに、1秒以上10分以下を満たす熱処理時間で熱処理を行うことにより、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属3との界面34における密着強度を向上させることができるとともに、片面金属張積層板1における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と、回路基板36における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2及び回路パターン37との界面50(即ち、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と、回路基板36における回路パターン側の表面28との接触部分)における密着強度を向上させることができる。
また、図8に示すように、図1に示す片面金属張積層板1を2つ用意し、各片面金属張積層板1におけるフィルム面35を介して、2つの片面金属張積層板1を積層することにより、図9に示す多層回路基板60を構成してもよい。
そして、この多層回路基板60においても、上述の多層回路基板38と同様に、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属3との界面34における密着強度を向上させることができるとともに、各片面金属張積層板1における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の界面(即ち、各片面金属張積層板1におけるフィルム面35の接触部分)71における密着強度を向上させることができる。
この場合、図8に示すように、2つの片面金属張積層板1における各フィルム面35を介して、2つの片面金属張積層板1を重ねて積層し、この積層体を真空熱プレスにより加熱加圧することにより、2つの片面金属張積層板1を熱圧着して、図9に示す多層回路基板60を形成する。
また、図10に示すように、回路基板36の代わりに、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2からなるフィルム基板25を使用し、図1に示す片面金属張積層板1におけるフィルム面5とフィルム基板25のフィルム面26を介して、片面金属張積層板1とフィルム基板25とを積層することにより、図11に示す多層回路基板61を構成してもよい。
そして、この多層回路基板61においても、上述の多層回路基板38と同様に、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属3との界面34における密着強度を向上させることができるとともに、片面金属張積層板1における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と、フィルム基板25における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2との界面23(即ち、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と、フィルム基板25におけるフィルム面26との接触部分)における密着強度を向上させることができる。
この場合、図10に示すように、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と、フィルム基板25におけるフィルム面26とを介して、片面金属張積層板1とフィルム基板25とを重ねて積層し、この積層体を真空熱プレスにより加熱加圧することにより、片面金属張積層板1とフィルム基板25とを熱圧着して、図11に示す多層回路基板1を形成する。
以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
(実施例1〜10、比較例1〜6)
<熱可塑性液晶ポリマーフィルムの作製>
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℃で加熱混練した後、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出し、厚さ50μmの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の融点Tmは283℃、熱変形温度Tdefは230℃であった。
なお、融点は、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。即ち、作製したフィルムを、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熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点とした。
<金属張積層板の作製>
次に、連続熱プレス装置を使用して、作製した熱可塑性液晶ポリマーフィルムと、12μm厚みの圧延銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、表面粗さ:0.9μm)を、耐熱ゴムロールと加熱金属ロールの間に導入して圧着することにより接合し、積層板を作製した。
なお、銅箔の表面粗さRzは、表面粗さ測定器(ミツトヨ(株)製、商品名:サーフテストSJ−201)を使用して、JIS B0601に準拠して十点平均粗さを粗化面について測定することにより算出した。また、測定基準長さが0.8mm、評価長さが4mm、カットオフ値が0.8mm、及び送り速さが0.5mm/秒の条件で、圧延方向と平行に測定位置を変えて、10回測定を行い、10回の測定での平均値を求めた。
また、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと接する耐熱ゴムロールとして、樹脂被覆金属ロール(由利ロール機械(株)製、商品名:スーパーテンペックス、樹脂厚み:1.7cm)を使用した。また、耐熱ゴムロール及び加熱金属ロールとして、直径が40cmのものを使用した。
また、加熱金属ロールの表面温度を、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点よりも20℃低い温度(即ち、263℃)になるように設定した。更に、耐熱ゴムロールと加熱金属ロールの間で、熱可塑性液晶ポリマーフィルムおよび銅箔に加えられる圧力を面圧換算で120kg/cmに設定し、この条件下で、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを耐熱ゴムロールに沿って移動させた後、銅箔を熱可塑性液晶ポリマーフィルムに合わせて仮接合させた。
<熱処理工程>
次に、ニップロールにより、ライン上で巻き取りテンションを解除し、作製した積層板を、加熱処理手段であるIRによる熱処理装置(ノリタケカンパニーリミテッド(株)製、商品名:RtoR式遠赤外線加熱炉)間に通過させ、加熱処理を行い、実施例1〜10、及び比較例1〜6の金属張積層板を作製した。
なお、熱処理装置における熱処理時間(即ち、積層板の任意の一点が熱処理装置中を通過する時間)、及び熱処理温度を表6に示す通りに設定した。
<密着強度評価>
次に、作製した各金属張積層板から1.0cm幅の剥離試験片を作製し、試験片の熱可塑性液晶ポリマーフィルム層を両面接着テープで平板に固定し、JISC5016に準じて、180°法により、金属箔を50mm/分の速度で剥離したときの強度(kN/m)を測定した。
なお、耐屈曲性等の観点から、0.7kN/m以上の剥離強度が求められるため、0.7kN/m以上の強度を有する場合を密着強度が良好であると判断した。以上の結果を表6に示す。
<伝送損失の測定>
次に、作製した各金属張積層板における伝送損失を策定した。より具体的には、マイクロ波ネットワークアナライザー[アジレント(Agilent)社製、型式:8722ES]とプローブ(カスケードマイクロテック社製、型式:ACP40−250)を用いて、測定周波数40GHzで測定した。
なお、高周波特性の観点から、伝送損失が−0.8以下の場合を良好とし、−0.8より大きい場合を不良とした。以上の結果を表6に示す。
(実施例11〜13、比較例7〜9)
銅箔として、12μmの厚みを有する銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:TQ−M7−VSP、表面粗さ:1.1μm)を使用し、表7に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例1と同様にして金属張積層板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表7に示す。
(実施例14〜16、比較例10〜12)
銅箔として、12μm厚みの銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、シャイニー面の表面粗さ:0.5μm)を使用し、表8に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例1と同様にして金属張積層板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表8に示す。
(実施例17〜19、比較例13,14)
<熱可塑性液晶ポリマーフィルムの作製>
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℃で加熱混練した後、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出し、厚さ50μmの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の融点Tmは283℃、熱変形温度Tdefは230℃であった。
この熱可塑性液晶ポリマーフィルムを熱風温度260℃の窒素雰囲気の熱風乾燥機中で、フィルム表面温度を260℃に昇温させ、この温度で2時間熱処理し、その後、30分で280℃に昇温したのちに2時間熱処理した。熱処理後に、200℃まで20℃/分の速度で降温し、熱風乾燥機から取り出した。得られたフィルムの融点は315℃であった。
そして、銅箔として、12μm厚みの銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、表面粗さ:0.9μm)を使用し、表9に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例1と同様にして金属張積層板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表9に示す。
(実施例20〜26、比較例15〜18)
加熱処理手段として、IRによる熱処理装置の代わりに熱風循環炉(ヤマト科学(株)製、商品名:イナートオーブンDN411I)を用い、表10に示す熱処理温度、時間条件としたこと以外は、上記実施例1と同様にして金属張積層板を作製した。その後、上記実施例1と同様にして、密着強度および伝送損失の評価を行った。以上の結果を表10に示す。
(実施例27〜29、比較例19,20)
加熱処理手段としてIRによる熱処理装置の代わりに熱風循環炉(ヤマト科学(株)製、商品名:イナートオーブンDN411I)を使用し、表11に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例11と同様にして金属張積層板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表11に示す。
表6〜11に示すように、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmより1℃以上50℃未満高い温度に設定して熱処理を行うとともに、熱処理時間を1秒以上10分以下に設定して熱処理を行った実施例1〜29においては、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属箔との密着強度に優れた金属張積層板を得ることができることが判る。
一方、比較例1〜20においては、熱処理を行っていない、または熱処理時間が長すぎるため、実施例1〜29に比し、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属箔との密着強度に乏しいことが判る。
(実施例30〜33、比較例21)
<熱可塑性液晶ポリマーフィルムの作製>
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℃で加熱混練した後、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出し、厚さ50μmの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の融点Tmは282℃、熱変形温度Tdefは230℃であった。
次に、表12に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例1と同様にして金属張積層板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表12に示す。
<熱膨張係数の測定>
熱機械分析装置(TMA)を用いて、幅5mm、長さ20mmの熱可塑性液晶ポリマーフィルムの両端に1gの引張荷重をかけ、室温から5℃/分の速度で200℃まで昇温したときの30℃と150℃の間の長さの変化に基づいて算出した。以上の結果を表12に示す。
<スキン層の厚みの測定>
次に、作製した金属張積層板をアクリル樹脂に埋包後、断面をクロスセクションポリッシャーで研磨した後、プロピルアミン溶液で断面をエッチングし、ドメイン構造を強調させた状態で、電子顕微鏡(SEM)を用いて観察し、30μm×30μmの範囲における断面観察画像における、任意の5点のスキン層の厚さの平均値を算出した。
<寸法安定性評価>
次に、作製した銅張積層板に対して、IPC−TM−6502.2.4に準じてMD方向、及びTD方向における寸法の変化率(%)を測定し、それらの平均値を寸法変化率とした。そして、寸法変化率が共に±0.1%以下の場合を、寸法安定性が良好であるとした。以上の結果を表12に示す。
表12に示すように、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmより1℃以上50℃未満高い温度に設定して熱処理を行うとともに、熱処理時間を1秒以上10分以下に設定して熱処理を行った実施例30〜33においては、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属箔との密着強度に優れた金属張積層板を得ることができることが判る。
より具体的には、例えば、実施例30において、図12に示すように、熱処理前の金属張積層板にはコア層17の表面にスキン16層が存在していたが、熱処理後の金属張積層板においては、図13に示すように、スキン層16が消失しており、金属箔(銅箔)3とコア層17の密着強度が向上していることが判る。また、実施例31〜33においても、同様に、スキン層が消失しており、金属箔(銅箔)とコア層の密着強度が向上していることが判る。
一方、比較例21においては、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点よりも低い温度で加熱処理を行うため、スキン層が消失しておらず、実施例30〜33に比し、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属箔との密着強度に乏しいことが判る。
また、実施例30〜33においては、比較例21に比し、寸法変化率が±0.1%以内と小さく、寸法安定性に優れることが判る。
(実施例34〜43、比較例22〜27)
<熱可塑性液晶ポリマーフィルムの作製>
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℃で加熱混練した後、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出し、厚さ50μmの熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を得た。この熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmは283℃、熱変形温度Tdefは230℃であった。
なお、融点は、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。即ち、作製したフィルムを、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熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点とした。
<片面金属張積層板の作製>
次に、連続熱プレス装置を使用して、作製した熱可塑性液晶ポリマーフィルムと、金属3として12μm厚みの圧延銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、表面粗さ:0.9μm)とを、耐熱ゴムロールと加熱金属ロールの間に導入して圧着することにより接合し、積層板を作製した。
なお、銅箔の表面粗さRzは、表面粗さ測定器(ミツトヨ(株)製、商品名:サーフテストSJ−201)を使用して、JIS B0601に準拠して十点平均粗さを粗化面について測定することにより算出した。また、測定基準長さが0.8mm、評価長さが4mm、カットオフ値が0.8mm、及び送り速さが0.5mm/秒の条件で、圧延方向と平行に測定位置を変えて、10回測定を行い、10回の測定での平均値を求めた。
また、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと接する耐熱ゴムロールとして、樹脂被覆金属ロール(由利ロール機械(株)製、商品名:スーパーテンペックス、樹脂厚み:1.7cm)を使用した。また、耐熱ゴムロール及び加熱金属ロールとして、直径が40cmのものを使用した。
また、加熱金属ロールの表面温度を、熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点よりも20℃低い温度(即ち、263℃)になるように設定した。更に、耐熱ゴムロールと加熱金属ロールの間で、熱可塑性液晶ポリマーフィルムおよび銅箔に加えられる圧力を面圧換算で120kg/cm2に設定し、この条件下で、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを耐熱ゴムロールに沿って移動させた後、銅箔を熱可塑性液晶ポリマーフィルムに合わせて仮接合させた。
<熱処理工程>
次に、ニップロールにより、ライン上で巻き取りテンションを解除し、作製した積層板を、加熱処理手段であるIRによる熱処理装置(ノリタケカンパニーリミテッド(株)製、商品名:RtoR式遠赤外線加熱炉)間に通過させ、加熱処理を行い、実施例34〜43、及び比較例22〜27の片面金属張積層板1を作製した。
なお、熱処理装置における熱処理時間(即ち、積層板の任意の一点が熱処理装置中を通過する時間)、及び熱処理温度を表13に示す通りに設定した。
<回路基板の作製>
次に、回路基板36を作製した。より具体的には、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℃で加熱混練した後、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出し、厚さ50μmの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の融点Tmは283℃、熱変形温度Tdefは230℃であった。
この熱可塑性液晶ポリマーフィルムを熱風温度260℃の窒素雰囲気の熱風乾燥機中で、フィルム表面温度を260℃に昇温させ、この温度で2時間熱処理し、その後、30分で280℃に昇温した後、2時間熱処理した。熱処理後に、200℃まで20℃/分の速度で降温し、熱風乾燥機から取り出した。得られたフィルムの融点は315℃であった。
このフィルムの両面に12μmの圧延銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、表面粗さ:0.9μm)を真空バッチプレス(北川精機(株)製 商品名:VH2−1600)を用いて、真空4torr、300℃、10分間プレスし、両面金属張積層板とした。その後、片方の銅箔面にフォトマスクを用いて、回路パターン37を形成して、回路基板36を作製した。
<多層回路基板の作製>
次に、図6、図9、図11に示す多層回路基板38,60,61を作製した。
より具体的には、図7に示すように、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と、回路基板36における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の金属箔3側と反対側の表面40、及び回路基板36における回路パターン37の表面27とを介して、片面金属張積層板1と回路基板36とを重ねて積層し、真空バッチプレス(北川精機株式会社製 VH2−1600)を用いて、この積層体を真空熱プレスにより加熱加圧(4torr、290℃、1.5MPaの条件下で15分間プレス)することにより、片面金属張積層板1と回路基板36とを熱圧着して、図6に示す多層回路基板38を作製した。
また、図8に示すように、2つの片面金属張積層板1における各フィルム面35を介して、2つの片面金属張積層板1を重ねて積層し、真空バッチプレス(北川精機株式会社製 VH2−1600)を用いて、この積層体を真空熱プレスにより加熱加圧(4torr、290℃、1.5MPaの条件下で15分間プレス)することにより、2つの片面金属張積層板1を熱圧着して、図9に示す多層回路基板60を作製した。
また、図10に示すフィルム基板25として、上述の片面金属張積層板1を構成する熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を用意し、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と、フィルム基板25におけるフィルム面26とを介して、片面金属張積層板1とフィルム基板25とを重ねて積層し、真空バッチプレス(北川精機株式会社製 VH2−1600)を用いて、この積層体を真空熱プレスにより加熱加圧(4torr、290℃、1.5MPaの条件下で15分間プレス)することにより、片面金属張積層板1とフィルム基板25とを熱圧着して、図11に示す多層回路基板61を作製した。
<密着強度評価>
次に、作製した片面金属張積層板1から1.0cm幅の剥離試験片を作製し、試験片を両面接着テープで平板に固定した。そして、片面金属張積層板1における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と金属(銅箔)3の界面34について、JISC5016に準じて、180°法により、金属3を50mm/分の速度で剥離した時の強度(kN/m)を測定した。
また、同様に、多層回路基板38から1.0cm幅の剥離試験片を作製し、試験片を両面接着テープで平板に固定し、回路基板36における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2及び回路パターン37との界面50について、JISC5016に準じて、180°法により、片面金属張積層板1を50mm/分の速度で剥離した時の強度(kN/m)を測定した。なお、片面金属張積層板1におけるフィルム面35と回路基板36における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の金属箔3側と反対側の表面40との間、及び片面金属張積層板1におけるフィルム面35と回路基板36における回路パターン37の表面27との間の密着強度に分けて測定した。
また、同様に、多層回路基板60,61から1.0cm幅の剥離試験片を作製し、試験片を両面接着テープで平板に固定した。そして、多層回路基板60においては、各片面金属張積層板1における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2の界面71について、多層回路基板61においては、片面金属張積層板1における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2と、フィルム基板25における熱可塑性液晶ポリマーフィルム2との界面23について、JISC5016に準じて、180°法により、熱可塑性液晶ポリマーフィルム2を50mm/分の速度で剥離した時の強度(kN/m)を測定した。
なお、耐屈曲性等の観点から、0.7kN/m以上の剥離強度が求められるため、各密着強度の評価において、0.7kN/m以上の強度を有する場合を密着強度が良好であると判断した。以上の結果を表13に示す。
<伝送損失の測定>
次に、作製した片面金属張積層板1における伝送損失を測定した。より具体的には、マイクロ波ネットワークアナライザー[アジレント(Agilent)社製、型式:8722ES]とプローブ(カスケードマイクロテック社製、型式:ACP40−250)を用いて、測定周波数40GHzで測定した。
なお、高周波特性の観点から、伝送損失が−0.8以下の場合を良好とし、−0.8より大きい場合を不良とした。以上の結果を表13に示す。
(実施例44〜46、比較例28〜30)
銅箔として、12μmの厚みを有する銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:TQ−M7−VSP、表面粗さ:1.1μm)を使用し、表14に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例1と同様にして片面金属張積層板および多層回路基板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表14に示す。
(実施例47〜49、比較例31〜33)
銅箔として、12μm厚みの銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、シャイニー面の表面粗さ:0.5μm)を使用し、表15に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行ったこと以外は、上述の実施例1と同様にして片面金属張積層板と多層回路基板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表15に示す。
(実施例50〜52、比較例34〜36)
<熱可塑性液晶ポリマーフィルムの作製>
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℃で加熱混練した後、直径40mm、スリット間隔0.6mmのインフレーションダイにより押出し、厚さ50μmの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の融点Tmは283℃、熱変形温度Tdefは230℃であった。
この熱可塑性液晶ポリマーフィルムを熱風温度260℃の窒素雰囲気の熱風乾燥機中で、フィルム表面温度を260℃に昇温させ、この温度で2時間熱処理し、その後、30分で280℃に昇温したのちに2時間熱処理した。熱処理後に、200℃まで20℃/分の速度で降温し、熱風乾燥機から取り出した。得られたフィルムの融点は315℃であった。
そして、銅箔として、12μm厚みの銅箔(JX日鉱日石金属(株)製、商品名:BHYX−92F−HA、表面粗さ:0.9μm)を使用し、表16に示す熱処理温度、及び熱処理時間で熱処理を行って片面金属張積層板を作製し、多層回路基板をそれぞれ積層する際の熱圧着温度を305℃としたこと以外は、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表16に示す。
(実施例53〜59、比較例37〜40)
加熱処理手段として、IRによる熱処理装置の代わりに熱風循環炉(ヤマト科学(株)製、商品名:イナートオーブンDN411I)を用い、表17に示す熱処理温度、時間条件としたこと以外は、上述の実施例1と同様にして片面金属張積層板と多層回路基板を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、密着強度評価、及び伝送損失測定を行った。以上の結果を表17に示す。
表13〜17に示すように、熱処理温度Taを熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点Tmより1℃以上50℃未満高い温度に設定して熱処理を行うとともに、熱処理時間を1秒以上10分以下に設定して熱処理を行うことにより片面金属張積層板1を作製した実施例34〜59においては、高周波特性を有するとともに、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属との界面34における密着強度および該片面金属張積層板1のフィルム面35と、他の基板との界面50,71,23における密着強度がいずれも0.7kN/m以上となる片面金属張積層板1を得ることができ、この片面金属張積層板1を用いることにより、密着強度と高周波特性に優れる多層回路基板38,60,61が得られることが判る。
一方、比較例22〜40おいては、熱処理を行っていない、または10分を超える熱処理を施した片面金属張積層板を用いたため、熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属との界面における密着強度が0.7kN/m未満となっており、また、フィルム面と他の基板との界面における密着強度の一部が0.7kN/m未満となっている。
このような界面における密着強度が低い片面金属張積層板を用いた場合、仮に、フィルム面と他の基板との界面における密着強度が0.7kN/m以上であったとしても、該片面金属張積層板自体の強度が低いため、加工に耐えることができず、実用性に乏しい。
以上に説明したように、本発明は、熱可塑性液晶ポリマーフィルムを使用した金属張積層板の製造方法およびこれを用いた金属張積層板に関する。
1 金属張積層板
2 熱可塑性液晶ポリマーフィルム
3 金属
4 巻き出しロール
5 巻き出しロール
6 積層板
7 加熱ロール
8 耐熱ゴムロール
9 加熱金属ロール
10 連続熱プレス装置
11 ニップロール
12 加熱処理手段
13 巻き取りロール
15 積層板
20 金属張積層板
25 フィルム基板
30 連続熱プレス装置
36 回路基板
38 多層回路基板
60 多層回路基板
61 多層回路基板

Claims (9)

  1. 光学的異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性ポリマーからなるフィルム(以下、これを「熱可塑性液晶ポリマーフィルム」と称する)の少なくとも一方の表面に金属シートが接合された金属張積層板の製造方法であって、
    前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムと前記金属シートを接合して積層板を形成し、該積層板に対して、以下の条件(1)および(2)を満たす熱処理を施す金属張積層板の製造方法。
    (1)熱処理温度が、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点より1℃以上50℃未満高い温度である。
    (2)前記熱処理の時間が、1秒以上10分以下である。
  2. 金属シートが、低粗度の金属シートである請求項1に記載の金属張積層板の製造方法。
  3. 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金属シートが接合された金属張積層板であって、
    該熱可塑性液晶ポリマーフィルムのスキン層の厚みが、該金属シートの表面粗度以下である金属張積層板。
  4. 熱可塑性液晶ポリマーフィルムの熱膨張係数が10〜30ppm/℃であって、かつ寸法変化率が±0.1%以内である請求項3に記載の金属張積層板。
  5. 前記金属シートの表面粗さが2.0μm未満である請求項3または請求項4に記載の金属張積層板。
  6. 熱可塑性液晶ポリマーフィルムの厚みが20〜500μmである請求項3〜請求項5のいずれか1項に記載の金属張積層板。
  7. 熱可塑性液晶ポリマーフィルムの表面に金属シートが接合された片面金属張積層板と、基板とが積層された多層回路基板の製造方法であって、
    前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムと前記金属シートとを接合して積層板を形成し、該積層板に対して、以下の条件(1)および(2)を満たす熱処理を施すことにより、前記片面金属張積層板を製造する工程を少なくとも含むことを特徴とする多層回路基板の製造方法。
    (1)熱処理温度が、前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムの融点より1℃以上50℃未満高い温度である。
    (2)前記熱処理の時間が、1秒以上10分以下である。
  8. 前記金属シートが、低粗度の金属シートであることを特徴とする請求項7に記載の多層回路基板の製造方法。
  9. 前記基板が、他の片面金属張積層板、回路パターンを有する基板、またはフィルム基板であることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の多層回路基板の製造方法。
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