TW201321178A - 積層基材的製造方法、液晶聚酯膜的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之積層基材之製造方法,係具有導電箔、與形成於導電箔上之絕緣層的積層基材之製造方法,其係含有如下步驟:乾燥步驟,其係使含有液晶聚酯、使前述液晶聚酯溶解之溶劑、與熱傳導填充材,且前述熱傳導填充材之含量相對於前述液晶聚酯之含量與前述熱傳導填充材之含量的和之比例為30體積%以上80體積%以下的液狀組成物,塗佈於導電箔上,並加熱至120℃以上220℃以下而除去前述溶劑,以形成塗膜;熱處理步驟,其係使形成於前述導電箔上之塗膜加熱至前述液晶聚酯之液晶轉移溫度以上的溫度而形成絕緣層。

Description

積層基材的製造方法、液晶聚酯膜的製造方法
本發明係有關一種積層基材之製造方法、液晶聚酯薄膜之製造方法。
本案係依據2011年8月31日於日本所申請之特願2011-188220號而主張優先權,在此援用其內容。
以往,已知電力電晶體或混成IC等之電子零件。於此等電子零件中,為使從此等電子零件發出之驅動熱散熱,而使用具有高熱傳導性之散熱構件。如此之散熱構件已知有安裝IC等之基材本身、或另外設置之散熱用的熱傳導性薄片等各種構成。
至此,上述電子零件之散熱構件已提出一種於使用矽橡膠、環氧樹脂等之樹脂材料的薄膜內,摻配氧化鋁或氮化硼作為熱傳導填充材者(例如參照專利文獻1)。
進一步,近年來進行此等電子零件的高密度安裝化,產生之發熱量增大。因此尋求具有更高熱傳導的材料作為 基材之形成材料。
在如此之技術背景中,散熱構件之材料正研究使用熱傳導率較上述矽橡膠或環氧樹脂更高之液晶聚酯。例如在專利文獻2記載之金屬基材電路基板中,係使用液晶聚酯作為樹脂成分而形成絕緣層,較使用環氧樹脂而形成絕緣層之構成更能提高熱傳導率。
[先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1:日本特開2003-60134號公報
專利文獻2:國際公開第10/117023號
然而,具有上述專利文獻所揭示之液晶聚酯製的絕緣層之金屬基材電路基板,係熱傳導性有改善之餘地。
本發明係有鑑於如此情事者,目的在於提供一種具有高熱傳導性的積層基材之製造方法。又,目的在於提供一種具有高的熱傳導性之液晶聚酯薄膜的製造方法。
為解決上述之課題,本發明係提供一種積層基材之製造方法,係具有導電箔、與形成於前述導電箔上之絕緣層的積層基材之製造方法,其係含有以下之步驟:乾燥步驟,其係使含有液晶聚酯、使前述液晶聚酯溶解之溶劑、與熱傳導填充材,且前述熱傳導填充材之含量對於前述液晶聚酯之含量與前述熱傳導填充材之含量的和 之比例為30體積%以上80體積%以下的液狀組成物,塗佈於導電箔上,並加熱至120℃以上220℃以下而除去前述溶劑以形成塗膜;熱處理步驟,其係使形成於前述導電箔上之塗膜加熱至前述液晶聚酯之液晶轉移溫度以上的溫度,而形成絕緣層。
在本發明中,在前述熱處理步驟中,從0至220℃之溫度至前述液晶聚酯之液晶轉移溫度以上之溫度,宜以1.0至200℃/分之速度使前述塗膜之溫度昇溫而形成絕緣層。
在本發明中,前述熱傳導填充材宜含有由氧化鋁、氮化鋁、及氮化硼所構成之群中選出的至少一個無機物之粉末。
在本發明中,前述液晶聚酯宜具有下式(1)所示之重複單元、下式(2)所示之重複單元、與下式(3)所示之重複單元;(1)-O-Ar1-CO-
(2)-CO-Ar2-CO-
(3)-X-Ar3-Y-(Ar1係表示伸苯基、伸萘基或伸聯苯基,Ar2及Ar3係分別獨立地表示伸苯基、伸萘基、伸聯苯基或下式(4)所示之基;X及Y係分別獨立地表示氧原子或亞胺基;在以Ar1、Ar2及Ar3所示之前述基的氫原子係亦可分別獨立地以鹵原子、烷基或芳基取代);(4)-Ar4-Z-Ar5-(Ar4及Ar5係分別獨立地表示伸苯基或伸萘基,Z表示氧 原子、硫原子、羰基、磺醯基或亞烷基)。
在本發明中,相對於構成前述液晶聚酯之全重複單元的合計量,前述液晶聚酯宜為具有前述式(1)所示之重複單元30莫耳%以上80莫耳%以下、前述式(2)所示之重複單元10莫耳%以上35莫耳%以下、前述式(3)所示之重複單元10莫耳%以上35莫耳%以下。
在本發明中,在前述式(3)所示之重複單元中,較佳為X及Y之中的至少一個為亞胺基。
本發明之液晶聚酯薄膜的製造方法係含有以下步驟:乾燥步驟,其係使含有前述液晶聚酯、使前述液晶聚酯溶解之溶劑、與熱傳導填充材,且前述熱傳導填充材之含量對於前述液晶聚酯之含量與前述熱傳導填充材之含量的和之比例為30體積%以上80體積%以下的液狀組成物,塗佈於支撐基材上,並加熱至120℃以上220℃以下而除去前述溶劑以形成塗膜; 熱處理步驟,其係使形成於前述支撐基材上之塗膜加熱至前述前述液晶聚酯之液晶轉移溫度以上的溫度; 薄膜化步驟,係除去前述支撐基材而得到液晶聚酯薄膜。
依本發明可提供一種具有高熱傳導性的積層基材之製造方法。
又,可提供一種具有高的熱傳導性的液晶聚酯薄膜之製造方法。
以下說明有關本發明之實施形態的積層基材之製造方法及液晶聚酯薄膜之製造方法。
本實施形態之積層基材係具有導電箔、與形成於導電箔上之絕緣層。絕緣層係含有液晶聚酯與熱傳導填充材,在絕緣層中熱傳導填充材含量對於液晶聚酯含量(體積A)與傳導填充材含量(體積B)的和(A+B)之比例([B/(A+B)]×100)成為30體積%以上80體積%以下。導電箔依需要亦可實施圖型化。
又,就本實施形態之液晶聚酯薄膜之一例而言,為從上述積層基材除去導電箔所得到之薄膜。又,除導電箔之外,藉由於各種之支撐基材上積層與上述絕緣層相同構成的層後,除去前述支撐基材亦可得到本實施形態之液晶聚酯薄膜。
(液晶聚酯)
在本實施形態使用的液晶聚酯係熔融狀態下顯示液晶性之液晶聚酯,且宜為在220至450℃之溫度熔融者。又,液晶聚酯係可為液晶聚酯醯胺,亦可為液晶聚酯醚,亦可為液晶聚酯碳酸酯,亦可為液晶聚酯醯亞胺。液晶聚酯係宜為只使用芳香族化合物作為原料單體而成之全芳香族液晶聚酯。
在本說明書中之「液晶聚酯醯胺」意指具有複數之酯 及醯胺基之聚合物,且熔融狀態下顯示分子直鏈規則性排列之液晶性質之聚合物。
在本說明書中之「液晶聚酯醚」意指具有複數之酯及醚基之聚合物,且熔融狀態下顯示分子直鏈規則性排列之液晶性質之聚合物。
在本說明書中之「液晶聚酯碳酸酯」意指具有複數之酯及碳酸酯基之聚合物,且熔融狀態下顯示分子直鏈規則性排列之液晶性質之聚合物。
在本說明書中之「液晶聚酯醯亞胺」意指具有複數之酯及醯亞胺基之聚合物,且熔融狀態下顯示分子直鏈規則性排列之液晶性質之聚合物。
本說明書中之「芳香族化合物」意指具有可聚合之取代基的環狀不飽和有機化合物。環狀不飽和有機化合物係可為只由烴所構成之芳香族烴,亦可為於環構造含有碳以外之原子的雜芳香族化合物。可聚合之取代基係可舉例如羥基、羧基、胺基及異氰酸酯基等。
液晶聚酯之典型例係可舉例如:使由芳香族羥基羧酸與芳香族二羧酸與芳香族二醇、芳香族羥基胺及芳香族二胺所構成之群中選出至少1種化合物聚合(聚縮合)而成者;使複數種之芳香族羥基羧酸聚合而成者;芳香族二羧酸與芳香族二醇、芳香族羥基胺及芳香族二胺所構成之群中選出至少1種化合物聚合而成者;以及聚對苯二甲酸乙二酯等之聚酯與芳香族羥基羧酸聚合而成者。此處,芳香族羥基羧酸、芳香族二羧酸、芳香族二醇、芳香族羥基胺 及芳香族二胺係分別獨立地取代其一部分或全部,亦可使用其可聚合之衍生物。
在本說明書中「芳香族羥基羧酸」係意指具有羥基及羧基之芳香族化合物。具體上係可舉例如源自對羥基安息香酸、2-羥基-6-萘甲酸、及4-羥基-4’-聯苯基羧酸之構造單元等。
在本說明書中「芳香族二羧酸」係意指具有2個以上之羧基的芳香族化合物。具體上係可舉例如源自對苯二甲酸、間苯二甲酸、2,6-萘二羧酸之構造單元等。
在本說明書中「芳香族二醇」係意指具有2個以上之羥基的芳香族化合物。具體上係可舉例如源自氫醌、間苯二酚、及4,4’-二羥基二苯基之構造單元等。
在本說明書中「芳香族羥基胺」係意指具有羥基及胺基之芳香族化合物。具體上係可舉例如源自3-胺基酚、及4-胺基酚之構造單元等。
在本說明書中「芳香族二胺」係意指具有2個以上之胺基的芳香族化合物。具體上可舉例如源自1,4-苯二胺、及1,3-苯二胺之構造單元等。
如芳香族羥基羧酸及芳香族二羧酸之具有羧基的化合物之可聚合的衍生物之例,係可舉例如使羧基變換成烷氧基羰基或芳基氧羰基而成者(酯);使羧基變換成鹵甲醯基而成者(酸鹵化物);及使羧基變換成醯基氧羰基而成者(酸酐)。如芳香族羥基羧酸、芳香族二醇及芳香族羥基胺之具有羥基的化合物之可聚合的衍生物之例,係可舉例如使羥 基醯化而變換成醯氧基而成者(醯化物)。如芳香族羥基胺及芳香族二胺之具有胺基的化合物之可聚合的衍生物之例,係可舉例如使胺基醯化而變換成醯胺基而成者(醯化物)。
液晶聚酯宜具有下式(1)所示之重複單元(以下有時稱為「重複單元(1)」),更宜為具有重複單元(1)、下式(2)所示之重複單元(以下有時稱為「重複單元(2)」)、與下式(3)所示之重複單元(以下有時稱為「重複單元(3)」);(1)-O-Ar1-CO-
(2)-CO-Ar2-CO-
(3)-X-Ar3-Y-(Ar1係表示伸苯基、伸萘基或伸聯苯基,Ar2及Ar3係分別獨立地表示伸苯基、伸萘基、伸聯苯基或下式(4)所示之基;X及Y係分別獨立地表示氧原子或亞胺基(-NH-);以Ar1、Ar2及Ar3所示之前述基的氫原子係亦可分別獨立地以鹵原子、烷基或芳基取代);(4)-Ar4-Z-Ar5-(Ar4及Ar5係分別獨立地表示伸苯基或伸萘基,Z表示氧原子、硫原子、羰基、磺醯基或亞烷基)。
前述鹵原子可舉例如氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
前述烷基宜碳數為1至10者。
前述烷基之例係可舉例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正己基、2- 乙基己基、正辛基及正癸基。
前述芳基宜碳數為6至20者。
前述芳基之例係可舉例如苯基、鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、1-萘基及2-萘基。
前述氫原子以此等之基取代時,其數係於以Ar1、Ar2或Ar3所示之每一前述基,分別獨立地宜為1或2個,更宜為1個。
前述亞烷基係宜碳數為1至10。
前述亞烷基之例係可舉例如亞甲基、亞乙基、亞異丙基、亞正丁基及2-乙基亞己基。
重複單元(1)係源自於特定之芳香族羥基羧酸的重複單元。重複單元(1)係宜為Ar1為對伸苯基之重複單元(源自於對羥基安息香酸之重複單元)、及Ar1為2,6-伸萘基之重複單元(源自於6-羥基-2-萘甲酸之重複單元)。
重複單元(2)係源自於特定之芳香族二羧酸的重複單元。重複單元(2)係宜為Ar2為對伸苯基之重複單元(源自於對苯二甲酸之重複單元)、Ar2為間伸苯基之重複單元(源自於間苯二甲酸之重複單元)、Ar2為2,6-伸萘基之重複單元(源自於2,6-萘二甲酸之重複單元)及Ar2為二苯基醚-4,4’-二基的重複單元(源自於二苯基醚-4,4’-二羧酸的重複單元)。
重複單元(3)係源自於特定之芳香族二醇、芳香族羥基胺或芳香族二胺之重複單元。重複單元(3)係宜為Ar3為對伸苯基之重複單元(源自於氫醌、對胺基酚或對苯二胺之重 複單元)、及Ar3為4,4’-伸聯苯基之重複單元(源自於4,4’-二羥基聯苯基、4-胺基-4’-羥基聯苯基或4,4’-二胺基聯苯基之重複單元)。
更具體上,宜為式(1)中Ar1為2,6-伸萘基之重複單元(1),式(2)中Ar2為間伸苯基之重複單元(2),式(3)中Ar3為對伸苯基、X為羥基且Y為胺基之重複單元(3)的組合。
相對於全重複單元之合計量(藉由使構成液晶聚酯之各重複單元的質量除以其各重複單元的式量,求出各重複單元之物質量當量(莫耳),並合計該等之值),重複單元(1)含量較佳係30莫耳%以上,更佳係30莫耳%以上80莫耳%以下,又更佳係30莫耳%以上60莫耳%以下,又再更佳係30莫耳%以上40莫耳%以下。
同樣地,相對於全重複單元之合計量,重複單元(2)含量較佳係35莫耳%以下,更佳係10莫耳%以上35莫耳%以下,又更佳係20莫耳%以上35莫耳%以下,又再更佳係30莫耳%以上35莫耳%以下。
同樣地,相對於全重複單元之合計量,重複單元(3)含量較佳係35莫耳%以下,更佳係10莫耳%以上35莫耳%以下,又更佳係20莫耳%以上35莫耳%以下,又再更佳係30莫耳%以上35莫耳%以下。
此等係重複單元(1)之含量愈多則耐熱性或強度、剛性愈易提昇,但若太多則對於溶劑之溶解性易變低。
重複單元(2)之含量與重複單元(3)之含量的比例係以[重複單元(2)之含量]/[重複單元(3)之含量](莫耳/莫耳)表 示,較佳係0.9/1至1/0.9,更佳係0.95/1至1/0.95,最佳係0.98/1至1/0.98。
又,液晶聚酯係亦可分別獨立地具有重複單元(1)至(3)之2種以上。又,液晶聚酯係亦可具有重複單元(1)至(3)以外之重複單元,但相對於全重複單元之合計量,其含量較佳係0至10莫耳%,更佳係0至5莫耳%。
液晶聚酯較佳係重複單元(3)為具有X與Y之中至少一個為亞胺基者,亦即,具有源自特定芳香族羥基胺的重複單元、與源自芳香族二胺的重複單元之任一者或兩者,因對於溶劑之溶解性優異,故為較佳。重複單元(3)更佳為僅具有X與Y之中至少一個為亞胺基者。
液晶聚酯較佳係藉由使對應於構成其之重複單元的原料單體溶融聚合,並使所得聚合物(預聚物)固相聚合而製造。藉此可操作性良好地製造耐熱性或強度、剛性高之高分子量的液晶聚酯。熔融聚合係亦可在觸媒的存在下進行,此觸媒之例係可舉例如醋酸鎂、醋酸錫(II)、四丁基鈦酸酯、醋酸鉛、醋酸鈉、醋酸鉀、及三氧化銻等之金屬化合物;或4-(二甲基胺)吡啶、及1-甲基咪唑等之含氮雜環式化合物。其中,較宜使用含氮雜環式化合物。含氮雜環式化合物之中宜為1-甲基咪唑。
熔融聚合之溫度宜為130至400℃。
熔融聚合之時間宜為1至30小時。
固相聚合宜在氮等之惰性環境下進行。
固相聚合之溫度宜為200至350℃。
固相聚合之時間宜為1至30小時。
於本實施形態之積層基材的製造方法、及液晶聚酯薄膜之製造方法的原料所使用之液晶聚酯,其流動開始溫度宜為260℃以下,更宜為120℃以上260℃以下,最宜為150℃以上250℃以下,尤其宜為150℃以上220℃以下。此液晶聚酯之流動開始溫度愈低,則熱處理所得到之積層基材的絕緣層、或液晶聚酯薄膜之厚度方向的熱傳導性有愈提高之傾向。然而若流動開始溫度太低,即使熱處理後,絕緣層之耐熱性或強度、剛性易變得不足。
又,流動開始溫度係亦被稱為延流溫度或流動溫度,使用毛細管流變儀,在9.8MPa(100kg/cm2)之荷重下,一邊以4℃/分之速度昇溫一邊使液晶聚酯熔融,從內徑1mm及長度10mm之噴嘴押出時為顯示4800Pa‧s(48000Poise)之黏度的溫度,該溫度為液晶聚酯之分子量之標準(參照小出直之編,「液晶聚合物-合成‧成形‧應用」、股份公司CMC、1987年6月5日、p.95)。
(溶劑)
藉由使如上述之液晶聚酯溶解或分散於溶劑,較佳係溶解於溶劑,而得到液狀組成物。溶劑係適宜選擇可溶解或分散所使用之液晶聚酯者,較佳係可溶解者,具體為在50℃可以1至50質量%的濃度([液晶聚酯之質量]/[液晶聚酯之質量+溶劑之質量])溶解者。
溶劑之例係可舉例如二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、及鄰-二氯苯等之鹵化烴;對氯酚、五 氯酚、及五氟酚等之鹵化酚;二乙醚、四氫呋喃、及1,4-二烷等之醚;丙酮、及環己酮等之酮;醋酸乙酯、及γ-丁內酯等之酯;碳酸伸乙酯、及碳酸伸丙酯等之碳酸酯;三乙胺等之胺;吡啶等之含氮雜環芳香族化合物;乙腈、及琥珀腈等之腈;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、及N-甲基吡咯烷酮等之醯胺系溶劑(具有醯胺鍵之有機溶劑);四甲基尿素等之尿素化合物;硝基甲烷、及硝基苯等之硝基化合物;二甲基亞碸、及環丁碸等之硫化合物;及六甲基磷酸醯胺、及三正丁基磷酸等之磷化合物。又,亦可組合2種以上的溶劑而使用。
由於腐蝕性低、易處理,故溶劑宜為以非質子性化合物,尤其以不具有鹵原子之非質子性化合物作為主成分之溶劑。以不具有鹵原子之非質子性化合物作為主成分之溶劑,具體上可舉例如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、及N-甲基吡咯烷酮等之醯胺系溶劑(具有醯胺鍵之有機溶劑)。於溶劑全體中,非質子性化合物所占有的比例較佳係50質量%以上100質量%以下,更佳係70質量%以上100質量%以下,又更佳係90質量%以上100質量%以下。又,前述非質子性化合物係更宜為使用不具有鹵原子之醯胺系溶劑。其中,由於易使液晶聚酯溶解,故宜為使用N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、及N-甲基吡咯烷酮等之醯胺系溶劑。
又,因易溶解液晶聚酯,故溶劑係宜為以偶極矩為3至5的化合物作為主成分之溶劑。溶劑全體中,,偶極矩 為3至5的化合物所占有之比例較佳係50質量%以上100質量%以下,更佳係70質量%以上100質量%以下,又更佳係90質量%以上100質量%以下。在本發明中,尤其宜使用偶極矩為3至5之非質子性化合物作為溶劑。
偶極矩為3至5之非質子性化合物具體上可舉例如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、及N-甲基吡咯烷酮。
又,因容易除去,故溶劑宜為以在1氣壓之沸點為100至220℃的化合物作為主成分之溶劑,溶劑全體中,在1氣壓之沸點為100至220℃的化合物所占有之比例較佳係50質量%以上100質量%以下,更佳係70質量%以上100質量%以下,又更佳係90質量%以上100質量%以下。前述非質子性化合物宜使用在1氣壓之沸點為100至220℃的化合物。
在1氣壓之沸點為100至220℃的化合物之具體例可舉例如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、及N-甲基吡咯烷酮。
相對於液晶聚酯及溶劑之合計量,液狀組成物中之液晶聚酯的含量較佳係5質量%以上60質量%以下,更佳係10質量%以上50質量%以下,又更佳係15質量%以上45質量%以下。液狀組成物中之液晶聚酯的含量係可適當調整而得到所求黏度之液狀組成物,又,可適當調整而得所求厚度的薄膜。
(熱傳導填充材)
在本實施形態中,係以於積層基材之絕緣層、或液晶聚酯薄膜之中含有熱傳導填充材為目的,而添加熱傳導填充材並分散於上述之液狀組成物。熱傳導填充材之粒徑較佳為0.1至50μm,更佳係1至10μm。
又,在本說明書中之「熱傳導填充材」係以提高母材之液晶聚酯的熱傳導性為目的而添加之添加劑,使所使用之液晶聚酯具有更高的熱傳導率。
亦即,熱傳導填充材係可使用其熱傳導率一般為10至500W/(m‧K),較佳係30至200W/(m‧K)者,可使用例如由金屬氧化物、金屬氮化物及金屬碳化物中選出之一種或二種以上的化合物。熱傳導填充材係宜選自周期表第II、III、IV族分別至第7列的元素之氧化物、氮化物、及碳化物。
具體上可使用例如氧化鈹、氧化鎂、氧化鋁、氧化釷、氧化鋅、氮化矽、氮化硼、氮化鋁、碳化矽、二氧化矽、氧化鈦、二氧化鋯、高嶺土、碳酸鈣、磷酸鈣所構成之群中選出的1種類以上的無機物。前述化合物係宜以粉末使用,其粒徑宜為0.1至50μm,更宜為1至10μm。其中,熱傳導填充材係宜為含有氧化鋁、氮化鋁、氮化硼所構成之群中選出的1種以上的無機物之粉末。
如此之熱傳導填充材,係使本發明之積層基材的絕緣層或液晶聚酯薄膜中,相對於液晶聚酯含量(體積A)與熱傳導填充材含有量(體積B)的和(A+B),熱傳導填充材之含量之比例,亦即[B/(A+B)]×100所示之值為30體積%以上 80體積%以下。又,在本實施形態之積層基材及液晶聚酯薄膜的製造中,係使所使用之液晶聚酯及熱傳導填充劑以各別之密度所換算的量進行秤量而混合,藉此可控制體積A與體積B之含量為前述值。
若上述式[B/(A+B)]×100所示之值未達30體積%,則因熱傳導填充材少,故所得之絕緣層的積層基材或液晶聚酯薄膜之熱傳導率不足,很難得到充分的散熱性。又,若上述式[B/(A+B)]×100所示之值超過80體積%,則在積層基材之製造時,絕緣層與導電箔之密著力易不足,並使積層基材之信賴性降低。又,在液晶聚酯薄膜之製造中,製造時液晶聚酯薄膜與支撐基材之密著力易不足,製造易變得困難。
熱傳導填充材之含量為上述範圍內時,可對本發明之積層基材的絕緣層或液晶聚酯薄膜賦予所求的熱傳導性。另外,熱傳導填充材之含量為上述範圍內時,如後述般,溶劑蒸發時所產生之空孔易殘存於內部,並成為熱傳導率降低的原因。在此,在本實施形態中係藉由適當控制製造時之溫度條件,即使高摻配熱傳導填充材時,亦抑制積層基材之絕緣層或液晶聚酯薄膜的熱傳導性之降低。
(其他之成分)
又,上述之熱傳導填充材之外,本發明之積層基材的絕緣層或液晶聚酯薄膜中,在無損本發明之目的的範圍亦可含有公知之填充材、添加劑等。此等亦添加分散於上述之液狀組成物,並採用後述之製造方法,藉此而含有於本 發明之積層基材的絕緣層或液晶聚酯薄膜中。
其他之填充材係可舉例如環氧樹脂粉末、三聚氰胺樹脂粉末、尿素樹脂粉末、苯并胍胺樹脂粉末、苯乙烯樹脂等之有機系填充劑。
添加劑係可舉例如公知之偶合劑、沉澱防止劑、紫外線吸收劑、熱安定劑等。
又,在無損本發明之目的的範圍內,於液晶聚酯中係亦可含有一種或二種以上之聚丙烯、聚醯胺、聚酯、聚苯硫醚、聚醚酮、聚碳酸酯、聚醚碸、聚苯醚及其改質物;聚醚醯亞胺等之熱塑性樹脂;縮水甘油甲基丙烯酸酯與聚乙烯之共聚物等的彈性體等。
(積層基材及液晶聚酯薄膜之製造方法)
使如此做法所得到之液狀組成物塗佈於支撐基材上之後,從液狀組成物除去溶劑,熱處理所得到之薄膜,藉此製造目的之積層基材或液晶聚酯薄膜。
更具體地,係使前述液狀組成物塗佈於如導電箔之支撐基材上,加熱至120℃以上220℃以下而除去前述溶劑以形成塗膜(乾燥步驟);使形成於前述導電箔上之塗膜加熱至原料之液晶聚酯的液晶轉移溫度以上的溫度而形成絕緣層(熱處理步驟),藉此可製造目的之積層基材。
此外,使前述液狀組成物塗佈於如導電箔之支撐基材上,加熱至120℃以上220℃以下而除去前述溶劑以形成塗膜(乾燥步驟);使形成於前述支撐基材上之塗膜加熱至原料之液晶聚酯的液晶轉移溫度以上的溫度(熱處理步驟); 除去前述支撐基材而得到液晶聚酯薄膜(薄膜化步驟),藉此可製造目的之液晶聚酯薄膜。
積層基材之製造方法,具體上若使用如金屬箔之具有導電性之導電箔作為支撐基材,則可得到目的之積層基材,係於導電箔表面形成含有熱傳導填充材之液晶聚酯的絕緣層。
在本說明書中,所謂「導電箔」意指薄且平坦地形成之金屬。導電箔具體上係可舉例如銅箔、鋁箔、及不銹鋼箔。
又,液晶聚酯薄膜之製造方法係與前述積層基材同樣地,於支撐基材之表面形成含有熱傳導填充材之薄膜狀的液晶聚酯,除去支撐基材,藉此可得到目的之含有熱傳導填充材的液晶聚酯薄膜。
用以製造液晶聚酯薄膜的支撐基材係可使用例如玻璃板、樹脂板、金屬板等之板狀構件;或樹脂薄膜、及金屬箔等之薄膜狀構件等各種形態者。
又,共通於積層基材之製造方法、及液晶聚酯薄膜的製造方法,液狀組成物於支撐基材上之塗佈方法係可舉例如輥塗法、浸塗法、噴塗法、旋塗法、簾塗法、狹縫塗佈法及網版印刷法。
(乾燥步驟)
溶劑之除去係藉蒸發溶劑進行,操作宜簡便,其方法係可舉例如加熱、減壓及通風,亦可組合此等。其中,從生產性或操作性之點來看宜藉加熱進行,更宜為藉由一邊 通風一邊加熱來進行。溶劑之除去溫度較佳係120℃以上220℃以下,更佳係120℃以上200℃以下,又更佳係140℃以上180℃以下。又,溶劑之除去時間係0.2小時以上3小時以下。又,此處溶劑係不必要完全完全除去,亦可在如下之熱處理除去殘存溶劑。亦即,宜除去於液狀組成物所含有之溶劑之50至100質量%。
若溶劑之除去溫度低於120℃,則除去溶劑之除去時液晶聚酯之流動性低,溶劑揮發時所產生之氣泡易在塗膜內殘存為空孔。如此之空孔的存在係大幅降低所得之本發明的積層基材之絕緣層或液晶聚酯薄膜之熱傳導性。又,若存在空孔,則所得之本發明的積層基材之絕緣層或液晶聚酯薄膜之絕緣性易降低。
此處,所謂「塗膜」係意指乾燥前的絕緣層。
又,若溶劑之除去溫度高於220℃,則於溶劑除去之操作中使用作為原料之液晶聚酯係進行高分子量化,因流動性降低,故溶劑揮發時所產生之氣泡在塗膜內易殘存為空孔。
又,溶劑之除去溫度宜為未達所使用溶劑之沸點。因若為溶劑之沸點以上,則因溶劑之揮發導致塗膜表面粗糙,難以得到均一的塗膜。
(熱處理步驟)
在本發明中,使藉除去溶劑所得的薄膜昇溫至原料之液晶聚酯的液晶轉移溫度以上之溫度,以原料之液晶聚酯的液晶轉移溫度以上之溫度進行熱處理。用以熱處理之昇 溫宜從0至220℃之溫度進行。藉此,在所得到之本發明的積層基材之絕緣層或液晶聚酯薄膜內,液晶聚酯顯示液晶相,並形成朝厚度方向排列之區域(Domain)。相較於未形成區域(非晶形狀態的)之液晶聚酯,形成如此之區域的液晶聚酯係熱傳導率提高,可得到厚度方向之熱傳導性優異的本發明之積層基材的絕緣層或液晶聚酯薄膜。
此處,所謂「液晶轉移溫度」係亦被稱為液晶化溫度,使用偏光顯微鏡,一邊在正交尼科耳(crossed Nicol)下以10℃/分之速度昇溫,一邊使液晶聚酯熔融時,顯示條紋花紋之溫度。在偏光顯微鏡之加熱台上放置液晶聚酯,一邊在正交尼科耳下以10℃/分之速度昇溫,一邊使液晶聚酯熔融,藉由顯示條紋花紋之溫度而測定。又,在靜置下液晶聚酯未完全熔融時,係藉彈簧壓在加壓下使液晶聚酯完全溶解。
從0至220℃之溫度至液晶聚酯的液晶轉移溫度以上之溫度,進行熱處理用之昇溫的速度宜為1.0至200℃/分,更佳係3.0至180℃/分,又更佳係8.0至150℃/分。昇溫速度愈快,則熱處理後薄膜的厚度方向之熱傳導性有愈提高的傾向。
若昇溫時間長,則有昇溫中液晶聚酯高分子量化,並使昇溫中液晶聚酯之液晶轉移溫度上昇之情形。如此一來,會產生所設定昇溫後的到達溫度(所設定之熱處理溫度)變成低於液晶聚酯之液晶轉移溫度的事態之情形。因此,昇溫之開始溫度低時,係宜設定快的昇溫速度並縮短昇溫 時間。藉由如此做法而可抑制昇溫中之液晶轉移溫度的變化,進行所求之熱處理。
前述速度之昇溫係宜從0至220℃之溫度進行,更宜從40至150℃之溫度進行。又,宜進行至前述液晶轉移溫度+10℃以上之溫度,更宜進行至前述液晶轉移溫度+20℃以上之溫度。
在前述液晶轉移溫度以上之熱處理係宜在(液晶轉移溫度+10℃)以上(液晶轉移溫度+80℃)以下進行,更宜為在(液晶轉移溫度+20℃)以上(液晶轉移溫度+60℃)以下進行。又,在前述液晶轉移溫度以上之熱處理時間較佳係0.5小時以上10小時以下,更佳係2小時以上4小時以下。
從厚度方向之熱傳導性或柔軟性此點來看,如此所得到之液晶聚酯薄膜的厚度較佳係500μm以下,更佳係200μm以下。又,若太薄則會變脆,故宜為10μm以上。
亦即,本發明之積層基材的絕緣層或液晶聚酯薄膜之厚度宜為10至500μm,更宜為30至200μm。
藉由使用金屬箔等之導電箔作為支撐基材,可不使支撐基材與薄膜分離而製造目的之積層基材。
在積層基材中係亦可進一步形成前述導電箔以外之導電層,如此之導電層的形成係亦可使金屬箔藉由以黏著劑之黏著、以熱沖壓之融接等層合於絕緣層上而進行,亦可使金屬粒子藉由電鍍法、網版印刷法、濺鍍法等塗佈於絕緣層上而進行。構成金屬箔或金屬粒子之金屬的例係可舉例如銅、鋁及銀,但從導電性或成本此點宜使用銅。
如此做法所得到之積層基材係於導電箔形成特定之配線圖型,並依需要而層合複數片,藉此而適宜使用作為以液晶聚酯薄膜作為絕緣層之印刷電路板。
(薄膜化步驟)
又,藉由從積層基材除去導電箔,或從積層基材剝離絕緣層,藉此可製造目的之液晶聚酯薄膜。支撐基材與液晶聚酯薄膜之分離係亦可在熱處理步驟後進行,亦可在溶劑除去後至熱處理前(亦即,乾燥步驟後且熱處理步驟前)而進行。
若依如以上之方法,可提供具有高熱傳導性之積層基材的製造方法。又,可提供具有高熱傳導性之液晶聚酯薄膜的製造方法。
又,上述之例係一例,在不超出本發明主旨的範圍中,可依據設計要求等做各種變更。
(實施例)
以下藉實施例說明本發明,但本發明係不限定於此等之實施例。
(液晶聚酯之流動開始溫度的測定)
液晶聚酯之流動開始溫度係使用流動測試機((股)島津製作所製,CFT-500型)而測定。使液晶聚酯約2g填充於具有內徑1mm及長度10mm之噴嘴且安裝有模頭之圓筒,在9.8MPa(100kg/cm2)之荷重下,一邊以4℃/分之速度昇溫,一邊使液晶聚酯熔融,從噴嘴押出,測定4800Pa‧s(48000poise)之黏度的溫度作為流動開始溫度。
(液晶轉移溫度)
在安裝有偏光顯微鏡(ECLIPSE LV 100 POL、Nikon公司製)之加熱台(顯微鏡用冷卻加熱台10002、Linkam公司製)上放置粉末狀之樹脂,在直行尼科耳下以10℃/分昇溫時,實測樹脂熔融而顯示液晶層特有之條紋花樣的樹脂溫度,藉此而求得。又,在靜置下不完全熔融時,係以一對之表玻璃挾持粉末狀之樹脂,使用設於加熱台之樣品固定用的彈簧,固定挾持有樹脂之表玻璃,藉此對樹脂施加彈簧壓,在加壓下同樣地實測顯示條紋花樣的樹脂溫度,藉此而求得。
(製造例1:液晶聚酯(1)之製造)
在具備攪拌裝置、扭力計、氮氣導入管、溫度計及回流冷卻器之反應器中,置入6-羥基-2-萘甲酸2823g(15.0莫耳)、4-羥基乙醯苯胺1134g(7.5莫耳)、間苯二甲酸1246g(7.5莫耳)及醋酸酐2603g(25.8莫耳),將反應器內之氣體以氮氣取代後,氮氣氣流下,一邊攪拌一邊從室溫花費15分鐘昇溫至150℃,以150℃回流3小時。然後,一邊餾去副生成醋酸及未反應之醋酸酐,一邊從150℃花費2小時50分昇溫至300℃,在到達300℃之時從反應器取出內容物,冷卻至室溫。使所得到之固形物以粉碎機粉碎,得到粉末狀之液晶聚酯(1)。此液晶聚酯(1)係流動開始溫度為180℃,液晶轉移溫度為240℃。
(製造例2:液晶聚酯(2)之製造)
使在製造例1所得到之液晶聚酯(1),在氮氣環境下以 255℃加熱3小時,藉此而固相聚合後,冷卻並得到粉末狀之液晶聚酯(2)。此液晶聚酯(2)係流動開始溫度為300℃,液晶轉移溫度為400℃。
(實施例1)
使在製造例1所得到之液晶聚酯粉末2200g加入於N-甲基吡咯烷酮7800g,以100℃加熱2小時,確認出可得到完全溶解且透明之溶液後,從密度換算,加入體積平均粒徑5μm之球狀α-氧化鋁粉末(Sumicorundum AA-5,住友化學股份公司製)作為熱傳導填充材。
此處,相對於液晶聚酯及熱傳導填充材之總和,熱傳導填充材之填充量係形成50體積%。使所得到之液狀組成物攪拌及脫泡,塗佈成此所得溶液在銅箔上使除去溶劑後之厚度為80μm,之後以150℃乾燥0.5小時。繼而,在氮氣流下從40℃以昇溫速度9.0℃/分加熱至300℃,熱處理3小時。從所得到附銅箔之薄膜蝕刻銅箔,得到實施例1之液晶聚酯薄膜。
(比較例1)
使用在製造例2所得到之液晶聚酯粉末800g、N-甲基吡咯烷酮9200g,以及除去溶劑時之乾燥條件(溫度、時間)為150℃、1小時以外,其餘係與實施例1同樣做法,而得到比較例1之液晶聚酯薄膜。
(比較例2)
使除去溶劑時之乾燥條件為100℃以外,其餘係與實施例1同樣做法,而得到比較例2之液晶聚酯薄膜。
(熱傳導率)
如以上做法所得到之液晶聚酯薄膜(實施例1及比較例1、2)之熱傳導率係從熱擴散率與定壓比熱容量與密度之測定,依以下之式算出。
傳導率(W/(m‧K))=熱擴散率(m2/s)×比熱(J/(kg‧K))×密度(kg/m3)。
熱擴散率之測定係樣品大小10mm×10mm×0.1mm,使用溫度波熱分析法(ai-Phase Mobile、ai-Phase公司製),對於樣品厚度方向而在室溫測定。
(比熱)
比熱之測定係使用微分掃描熱量計(DSC)(DSC7、Perkin Elymer公司製)作為裝置,從藍寶石標準物質之比較進行測定。
(密度)
密度之測定係依阿基米得法測定。
有關實施例1及比較例1、2,結果表示於下表1。
測定之結果,在實施例1中,與比較例之樣品相比可得到熱傳導率高者。
另外,在比較例1中,係熱處理時未進行液晶轉移溫度以上之加熱,故成為熱傳導率低者。
又,在比較例2中,因除去溶劑時之乾燥溫度亦低於120℃,故殘存許多空孔並使比重降低。因此,儘管使用與實施例1相同之材料,熱傳導率亦變低。
從此等結果可確認本發明之有用性。

Claims (7)

  1. 一種積層基材之製造方法,係具有導電箔、與形成於導電箔上之絕緣層的積層基材之製造方法,其係含有如下步驟:乾燥步驟,其係使含有液晶聚酯、使前述液晶聚酯溶解之溶劑、與熱傳導填充材,且前述熱傳導填充材之含量相對於前述液晶聚酯之含量與前述熱傳導填充材之含量的和之比例為30體積%以上80體積%以下的液狀組成物,塗佈於導電箔上,並加熱至120℃以上220℃以下而除去前述溶劑,以形成塗膜;熱處理步驟,其係使形成於前述導電箔上之塗膜加熱至前述液晶聚酯之液晶轉移溫度以上的溫度,而形成絕緣層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之積層基材的製造方法,其中在前述熱處理步驟中,從0至220℃之溫度至前述液晶聚酯之液晶轉移溫度以上之溫度為止係以1.0至200℃/分之速度使前述塗膜之溫度昇溫,而形成絕緣層。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之積層基材的製造方法,其中前述熱傳導填充材含有由氧化鋁、氮化鋁、及氮化硼所構成之群中選出的至少一個無機物之粉末。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之積層基材的製造方法,其中前述液晶聚酯為具有下式(1)所示之重複單元、下 式(2)所示之重複單元、與下式(3)所示之重複單元;(1)-O-Ar1-CO- (2)-CO-Ar2-CO- (3)-X-Ar3-Y-(Ar1係表示伸苯基、伸萘基或伸聯苯基,Ar2及Ar3係分別獨立地表示伸苯基、伸萘基、伸聯苯基或下式(4)所示之基;X及Y係分別獨立地表示氧原子或亞胺基;在以Ar1、Ar2及Ar3所示之前述基的氫原子亦可分別獨立地以鹵原子、烷基或芳基取代);(4)-Ar4-Z-Ar5-(Ar4及Ar5係分別獨立地表示伸苯基或伸萘基,Z表示氧原子、硫原子、羰基、磺醯基或亞烷基)。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之積層基材的製造方法,其中前述液晶聚酯為相對於構成前述液晶聚酯之全重複單元的合計量,具有前述式(1)所示之重複單元30莫耳%以上80莫耳%以下、前述式(2)所示之重複單元10莫耳%以上35莫耳%以下、前述式(3)所示之重複單元10莫耳%以上35莫耳%以下。
  6. 如申請專利範圍第4或5項所述之積層基材的製造方法,其中在前述式(3)所示之重複單元中,X及Y之中的至少一個為亞胺基。
  7. 一種液晶聚酯薄膜的製造方法,其係含有如下步驟:乾燥步驟,其係使含有液晶聚酯、使前述液晶聚酯溶解之溶劑、與熱傳導填充材,且前述熱傳導填充 材之含量相對於前述液晶聚酯之含量與前述熱傳導填充材之含量的和之比例為30體積%以上80體積%以下的液狀組成物,塗佈於支撐基材上,並加熱至120℃以上220℃以下而除去前述溶劑,以形成塗膜;熱處理步驟,其係使形成於前述支撐基材上之塗膜加熱至前述液晶聚酯之液晶轉移溫度以上的溫度;除去前述支撐基材而得到液晶聚酯薄膜之薄膜化步驟。
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