TW202215918A - 金屬包覆積層板及其製造方法 - Google Patents
金屬包覆積層板及其製造方法Info
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Abstract
本發明所欲解決的課題在於提供一種金屬包覆積層板及其製造方法,其能夠抑制伴隨溫度變化的長期使用下,金屬層對於具有熱固性聚醯亞胺層的絶緣層之接合性的降低。金屬包覆積層板(11)具備絶緣層(12)及積層於絶緣層(12)的單面或雙面的金屬層(13)。絶緣層(12)具備熱固性聚醯亞胺層(21)及設於熱固性聚醯亞胺層(21)與金屬層(13)之間的熱熔接樹脂層(31)。熱熔接樹脂層(31)的吸水率低於熱固性聚醯亞胺層(21)的吸水率。
Description
本發明關於是關於一種金屬包覆積層板及其製造方法。
近年來隨著物聯網(Internet of Things)的活用,有將感測器等電子機器使用於各種環境的趨勢。例如感測器等所用的極高頻,由於其對於光、天候、環境的穩定性高,故除了使用於汽車的極高頻雷達等之外,也被假定使用於較嚴苛的環境。因此近年的電子機器有時被使用於較嚴苛的環境,伴隨於此目前謀求電子機器耐環境性能的提升。在這方面,電子機器所裝備的印刷電路板是使用例如專利文獻1所揭示的金屬包覆積層板。金屬包覆積層板具有例如作為絶緣層的聚醯亞胺層及作為金屬層的銅層之積層構造。像這樣的金屬包覆積層板從提升電子機器的耐環境性能的觀點而言,目前傾向謀求的耐環境性能在於絶緣層與金屬層之間的接合性。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1: 日本特開2016-187913號公報
發明所欲解決之課題
如上述般的金屬包覆積層板中,當絶緣層使用熱固性聚醯亞胺層時,雖然能夠容易確保金屬包覆積層板的尺寸穩定性,但在伴隨溫度變化的長期使用下熱固性聚醯亞胺層與金屬層之間的接合性會有降低的疑慮。
用以解決課題之手段
用以解決上述課題之本發明的一態樣提供一種金屬包覆積層板,其具備絶緣層及積層於上述絶緣層的單面或雙面的金屬層。上述絶緣層具備熱固性聚醯亞胺層及設於上述熱固性聚醯亞胺層與上述金屬層之間的熱熔接樹脂層,上述熱熔接樹脂層的吸水率低於熱固性聚醯亞胺層的吸水率。
根據該構成,推測能夠藉由抑制與金屬層接合的熱熔接樹脂層的吸水或脫水,而抑制金屬層與熱熔接樹脂層之間的界面的狀態變化。如此一來,能夠抑制伴隨溫度變化的長期使用下,金屬層對於具有熱固性聚醯亞胺層的絶緣層之接合性的降低。
上述金屬包覆積層板中,較佳為:熱熔接樹脂層具有0.1%以下的吸水率。根據該構成,能夠進而抑制伴隨溫度變化的長期使用下,金屬層對於具有熱固性聚醯亞胺層的絶緣層之接合性的降低。
上述金屬包覆積層板中,較佳為:上述熱熔接樹脂層具有280℃以上的熔點。根據該構成,能夠容易提升金屬包覆積層板的焊料耐熱性。
上述金屬包覆積層板中,較佳為:上述金屬層是由與上述熱熔接樹脂層接合之主面的十點平均粗糙度(Rzjis)為2.0以下的金屬箔所構成。根據該構成,由於提升金屬箔的主面的平滑性而得以抑制高頻帶的電流集中在金屬層的表面之表皮效應,故能夠充分發揮金屬層中高頻帶的電子特性。
上述金屬包覆積層板中,較佳為:上述熱固性聚醯亞胺層的線膨脹係數為10ppm/K以上,26ppm/K以下的範圍内。根據該構成,能夠提升例如金屬包覆積層板的尺寸穩定性。
上述金屬包覆積層板中,較佳為:上述熱熔接樹脂層是由氟系樹脂所構成。根據該構成,由於能夠壓低絶緣層的電容率,故能夠充分發揮例如高頻帶的電子特性。
上述金屬包覆積層板中,較佳為:將進行熱循環試驗前的上述金屬層的剝離強度設為100%時,進行上述熱循環試驗後所測定的上述金屬層的剝離強度為80%以上,上述熱循環試驗的條件為溫度範圍-50℃~150℃,保持時間0分鐘,升溫及降溫的反覆數3000次。
本發明的其他態樣提供一種金屬包覆積層板的製造方法,其具備絶緣層及積層於上述絶緣層的單面或雙面的金屬層。上述絶緣層具備熱固性聚醯亞胺層及設於上述熱固性聚醯亞胺層與上述金屬層之間的熱熔接樹脂層,上述熱熔接樹脂層的吸水率低於熱固性聚醯亞胺層的吸水率。金屬包覆積層板的製造方法,較佳為:具備以下步驟:對作為上述熱固性聚醯亞胺層的熱固性聚醯亞胺膜與作為上述金屬層的金屬箔之間配置有作為上述熱熔接樹脂層的熱塑性樹脂膜之積層體進行熱壓接。
發明功效
根據本發明,能夠抑制伴隨溫度變化的長期使用下,金屬層對於具有熱固性聚醯亞胺層的絶緣層之接合性的降低。
以下,針對金屬包覆積層板及其製造方法的一實施方式進行說明。其中,圖示中有時會誇大表示構成金屬包覆積層板的各層的厚度。
如圖1所示,金屬包覆積層板11具備絶緣層12及積層於絶緣層12的金屬層13。本實施方式的金屬層13是由積層於絶緣層12的一側的主面的第1金屬層13a與積層於絶緣層12的另一側的主面的第2金屬層13b所構成。
絶緣層12具備熱固性聚醯亞胺層21與熱熔接樹脂層31。熱熔接樹脂層31是由設於熱固性聚醯亞胺層21與第1金屬層13a之間的第1熱熔接樹脂層31a以及設於熱固性聚醯亞胺層21與第2金屬層13b之間的第2熱熔接樹脂層31b所構成。因此本實施方式的金屬包覆積層板11是一種5層構造的雙面金屬包覆積層板,其具有由熱固性聚醯亞胺層21、第1熱熔接樹脂層31a、第2熱熔接樹脂層31b所構成的3層構造的絶緣層12,該絶緣層12的雙面分別積層有金屬層13。
<熱固性聚醯亞胺層21>
熱固性聚醯亞胺層21能夠由熱固性聚醯亞胺膜所構成。熱固性聚醯亞胺膜是由酸成分與二胺成分而獲得。酸成分可列舉例如3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐(s-BPDA)、均苯四甲酸等。二胺成分可列舉對苯二胺(PPD)、4,4-二胺基二苯基醚、間甲苯胺、4,4’-二胺基苯甲醯苯胺等。熱固性聚醯亞胺膜的市售品可列舉例如宇部興產股份有限公司製UPILEX-S(商品名)、UPILEX-SGA(商品名)等。
從低電容率、低介電正切等優異低介電特性的觀點而言,熱固性聚醯亞胺層21較佳為含有3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐與對苯二胺作為共聚合成分。當酸成分整體設為100莫耳%時,熱固性聚醯亞胺層21中3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐的含量較佳為50莫耳%以上,更佳為70莫耳%以上。當二胺成分整體設為100莫耳%時,熱固性聚醯亞胺層21中對苯二胺的含量較佳為50莫耳%以上,更佳為70莫耳%以上。其中,含有3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐與對苯二胺作為共聚合成分的熱固性聚醯亞胺膜的市售品可舉出例如宇部興產股份有限公司製UPILEX-SGA(商品名)。
熱固性聚醯亞胺膜中,從提升熱固性聚醯亞胺層21與熱熔接樹脂層31之間的接合性的觀點而言,與熱熔接樹脂層31接合的主面較佳為施以放電處理。放電處理可列舉例如電暈放電處理、大氣壓電漿放電處理、真空電漿放電處理等。放電處理較佳為使與熱熔接樹脂層31接合的熱固性聚醯亞胺膜的主面的水接觸角成為20°以下,更佳為17°以下,最佳為14°以下。從生產性等觀點而言,熱固性聚醯亞胺膜的水接觸角較佳為例如5°以上,更佳為6°以上。水接觸角可藉由使用接觸角計的液滴法來測定。
熱固性聚醯亞胺層21的厚度較佳為例如125μm以下。熱固性聚醯亞胺層21的吸水率較佳為例如1.0%以上,2.0%以下的範圍内。
<熱熔接樹脂層31>
熱熔接樹脂層31的吸水率低於熱固性聚醯亞胺層21的吸水率。熱熔接樹脂層31的吸水率較佳為0.1%以下,更佳為0.07%以下,最佳為0.05%以下。
從容易提升焊料耐熱性的觀點而言,熱熔接樹脂層31較佳為例如具有280℃以上的熔點。而從熱熔接的容易性的觀點而言,熱熔接樹脂層31的熔點較佳為320℃以下。
第1熱熔接樹脂層31a的厚度及第2熱熔接樹脂層31b的厚度較佳分別為5μm以上,更佳為10μm以上,最佳為12.5μm以上。第1熱熔接樹脂層31a的厚度及第2熱熔接樹脂層31b的厚度較佳別為150μm以下,更佳為120μm以下,最佳為100μm以下。第1熱熔接樹脂層31a的厚度及第2熱熔接樹脂層31b的厚度可相同,亦可不同。從抑制金屬包覆積層板11的扭曲或翹起的觀點而言,第1熱熔接樹脂層31a的厚度與第2熱熔接樹脂層31b的厚度的差較佳為3μm以下,更佳為2μm以下,最佳為1μm以下。
本實施方式的絶緣層12的厚度較佳為10μm以上,更佳為20μm以上,最佳為25μm以上。而從進而提升撓曲性的觀點而言,本實施方式的絶緣層12的厚度較佳為例如400μm以下,更佳為300μm以下。
從壓低電容率的觀點而言,熱熔接樹脂層31較佳為例如由氟系樹脂構成。而從具有良好的低介電特性或良好的接合性的觀點而言,氟系樹脂之中又以四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、或四氟乙烯・全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)較佳。
<金屬層13>
金屬層13的金屬可列舉例如金、銀、銅、銅合金、鋁、鋁合金等。第1金屬層13a及第2金屬層13b可由相同的金屬構成,亦可由不同的金屬構成。金屬層13可使用例如銅箔來形成。銅箔可列舉例如電解銅箔及壓延銅箔。形成第1金屬層13a的金屬箔及形成第2金屬層13b的金屬箔可為由相同的製法所獲得者,亦可為由不同的製法所獲得者。
第1金屬層13a的厚度及第2金屬層13b的厚度較佳分別為2μm以上105μm以下的範圍内,更佳為2μm以上35μm以下的範圍内。第1金屬層13a的厚度及第2金屬層13b的厚度可為相同厚度,亦可為不同厚度。
此處,與熱熔接樹脂層31接合的金屬箔的主面的表面粗糙度越粗,則金屬層13與熱熔接樹脂層31之間的接合強度有越高的傾向。另一方面,上述金屬箔的主面若較為平滑則可抑制高頻帶的電流集中在金屬層13的表面之表皮效應,藉此能夠充分地發揮高頻帶的電子特性。近年來伴隨著5G智慧手機等電子機器的高頻化,具有更小的傳輸損失的印刷電路板之需求逐漸增加。因此,當金屬包覆積層板11使用作為對應高頻帶的印刷電路板時,金屬層13較佳為由與熱熔接樹脂層31接合之主面的十點平均粗糙度(Rzjis)為2.0以下的金屬箔所構成。十點平均粗糙度(Rzjis)規定在JIS B0601(2001)。JIS B0601對應於ISO4287。金屬箔的上述主面的十點平均粗糙度(Rzjis)更佳為1.5以下,最佳為1.0以下。
<線膨脹係數>
藉由將絶緣層12的線膨脹係數趨近於金屬層13的線膨脹係數,能夠使金屬包覆積層板11的尺寸穩定性提升。例如,銅的線膨脹係數為18ppm/K。當金屬層13為銅層時,絶緣層12的線膨脹係數較佳為例如10ppm/K以上,40ppm/K以下的範圍内。構成絶緣層12的熱固性聚醯亞胺層21的線膨脹係數較佳為10ppm/K以上,26ppm/K以下的範圍内。例如,即使熱熔接樹脂層31的線膨脹係數大於熱固性聚醯亞胺層21的線膨脹係數,藉由將熱固性聚醯亞胺層21的線膨脹係數設於上述範圍,則能夠使金屬包覆積層板11的尺寸穩定性提升。
<金屬層的剝離強度>
本實施方式的金屬包覆積層板11中,較佳為:將進行下述熱循環試驗前的金屬層13的剝離強度設為100%時,進行熱循環試驗後所測定的金屬層13的剝離強度為80%以上。
(熱循環試驗的條件)
溫度範圍:-50℃~150℃
保持時間:0分鐘
升溫時間:2小時
降溫時間:2小時
升溫及降溫的反覆數:3000次
<金屬包覆積層板11的製造方法>
接著,針對金屬包覆積層板11的製造方法進行說明。
如圖2所示,金屬包覆積層板11的製造方法具備以下步驟:對熱固性聚醯亞胺膜121與金屬箔113之間配置有熱塑性樹脂膜131之積層體111進行熱壓接。熱固性聚醯亞胺膜121形成上述熱固性聚醯亞胺層21。第1熱塑性樹脂膜131a及第2熱塑性樹脂膜131b分別形成第1熱熔接樹脂層31a及第2熱熔接樹脂層31b。第1金屬箔113a及第2金屬箔113b分別形成第1金屬層13a及第2金屬層13b。
對積層體111進行熱壓接的步驟中,加熱積層體111使熱塑性樹脂膜131成為熔點以上的溫度。當熱塑性樹脂膜131的熔點設為Tm℃時,對積層體111進行熱壓接的步驟中的最高溫度較佳為Tm+70℃以下。
對積層體111進行熱壓接的步驟中的壓力較佳為例如0.5N/mm
2以上10N/mm
2以下的範圍内,更佳為2N/mm
2以上6N/mm
2以下的範圍内。
對積層體111進行熱壓接的步驟中的加熱時間較佳為例如10秒以上600秒以下的範圍,更佳為30秒以上500秒以下的範圍内。
對積層體111進行熱壓接的步驟中,較佳為使用雙帶壓裝置51來進行。雙帶壓裝置51會一邊搬運積層體111一邊進行加熱及加壓。雙帶壓裝置51具有位於積層體111的搬運方向的上流側的第1搬運部52以及位於下流側的第2搬運部53。
第1搬運部52裝設有上側第1滾筒52a及下側第1滾筒52b。第2搬運部53裝設有上側第2滾筒53a及下側第2滾筒53b。上側第1滾筒52a及上側第2滾筒53a架設有無端狀的上側帶54。下側第1滾筒52b及下側第2滾筒53b架設有無端狀的下側帶55。此外,各第1滾筒52a、52b構成為:受到各第2滾筒53a、53b的驅動通過各帶54、55而從動。各帶54、55是由例如不鏽鋼等金屬所形成。
第1搬運部52與第2搬運部53之間配置有上側溫度調節裝置56及下側溫度調節裝置57,其夾設在各帶54、55之間而互相對向。上側溫度調節裝置56及下側溫度調節裝置57通過上側帶54及下側帶55對積層體111進行加熱及加壓。上側溫度調節裝置56及下側溫度調節裝置57通過例如油等熱媒介對上側帶54及下側帶55進行加熱及加壓。
藉由使用雙帶壓裝置51能夠連續地獲得金屬包覆積層板11。卷取長條狀的金屬包覆積層板11作為金屬包覆積層板11的筒狀物進行保存或運輸。金屬包覆積層板11可用於例如可撓性印刷電路板等印刷電路板。
接著,針對本實施方式的作用及效果進行說明。
(1)金屬包覆積層板11的絶緣層12具備熱固性聚醯亞胺層21及設於熱固性聚醯亞胺層21與金屬層13之間的熱熔接樹脂層31。熱熔接樹脂層31的吸水率低於熱固性聚醯亞胺層21的吸水率。
根據該構成,推測能夠藉由抑制與金屬層13接合的熱熔接樹脂層31的吸水或脫水,而抑制金屬層13與熱熔接樹脂層31之間的界面的狀態變化。如此一來,能夠抑制伴隨溫度變化的長期使用下,金屬層13對於具有熱固性聚醯亞胺層21的絶緣層12之接合性的降低。此外,由於絶緣層12具有熱固性聚醯亞胺層21,故也能夠容易確保金屬包覆積層板11的尺寸穩定性。
(2)熱熔接樹脂層31較佳為具有0.1%以下的吸水率。此時,能夠進而抑制伴隨溫度變化的長期使用下,金屬層13對於具有熱固性聚醯亞胺層21的絶緣層12之接合性的降低低下。
(3)熱熔接樹脂層31較佳為具有280℃以上的熔點。此時,能夠容易提升金屬包覆積層板11的焊料耐熱性。
(4)金屬層13較佳為由與熱熔接樹脂層31接合之主面的十點平均粗糙度(Rzjis)為2.0以下的金屬箔所構成。此時,由於提升金屬箔的主面的平滑性而得以抑制高頻帶的電流集中在金屬層13的表面之表皮效應,故能夠充分發揮金屬層13中高頻帶的電子特性。
(5)熱固性聚醯亞胺層21的線膨脹係數較佳為10ppm/K以上,26ppm/K以下的範圍内。此時,能夠提升金屬包覆積層板11的尺寸穩定性。
(6)熱熔接樹脂層31較佳為由氟系樹脂所構成。此時,由於能夠壓低絶緣層12的電容率,故能夠充分發揮例如高頻帶的電子特性。
(7)將進行熱循環試驗前的金屬層13的剝離強度設為100%時,進行上述熱循環試驗後所測定的金屬層13的剝離強度較佳為80%以上。因此能夠提供金屬層13對於熱熔接樹脂層31之接合性的降低受到抑制的金屬包覆積層板11。
(8)金屬包覆積層板11的製造方法,其具備以下步驟:對作為熱固性聚醯亞胺層21的熱固性聚醯亞胺膜121與作為金屬層13的金屬箔113之間配置有作為熱熔接樹脂層31的熱塑性樹脂膜131之積層體111進行熱壓接。此時,能夠有效地製造金屬包覆積層板11。此外,對積層體111進行熱壓接的步驟中,由於藉由使用雙帶壓裝置51能夠連續地製造金屬包覆積層板11,故能夠容易提升金屬包覆積層板11的製造效率。
(變更例)
上述實施方式亦可將構成以如下方式進行變更。上述實施方式及以下變更例能夠在技術上不矛盾的範圍內互相組合實施。
・金屬包覆積層板11亦可使用雙帶壓裝置51以外的積層裝置等來製造。此外,上述實施方式是連續地製造長條狀的金屬包覆積層板11,但亦可一片片地製造既定尺寸的金屬包覆積層板。
・上述實施方式是藉由一階段的熱壓接來製造金屬包覆積層板11,但亦可藉由多階段的熱壓接來製造。例如亦可藉由將熱固性聚醯亞胺膜121與熱塑性樹脂膜131進行熱壓接而獲得積層膜的步驟、以及將該積層膜與金屬箔113進行熱壓接的步驟來製造金屬包覆積層板11。
・上述金屬包覆積層板11中,亦可省略由第1熱熔接樹脂層31a與第1金屬層13a所構成的積層構造、以及由第2熱熔接樹脂層31b與第2金屬層13b所構成的積層構造中之任一者的積層構造。也就是說,金屬包覆積層板亦可為單面金屬包覆積層板,亦即具有熱固性聚醯亞胺層及熱熔接樹脂層之二層構造的絶緣層,並具有積層於絶緣層的單面的金屬層。當為單面金屬包覆積層板時,絶緣層的厚度較佳為5μm以上,更佳為10μm以上,最佳為12.5μm以上。當為單面金屬包覆積層板時,從進而提升撓曲性的觀點而言,絶緣層的厚度較佳為例如200μm以下,更佳為150μm以下。
實施例
接著,說明實施例及比較例。
(實施例1)
實施例1製造於絶緣層的雙面積層有金屬層的金屬包覆積層板。絶緣層的熱固性聚醯亞胺層是使用於熱固性聚醯亞胺膜(宇部興產股份有限公司製,商品名:UPILEX-SGA)的雙面以放電量155W・min/m
2的條件實施電暈放電處理所形成。絶緣層的第1熱熔接樹脂層及第2熱熔接樹脂層皆是使用氟系樹脂膜(AGC股份有限公司製,商品名:EA-2000,熔點:298℃)所形成。金屬層是使用銅箔(三井金屬鑛業股份有限公司製,商品名:TQ-M4-VSP)所形成。將膜及銅箔進行熱壓接的步驟是使用雙帶壓裝置。各層的物性及熱壓接的條件示於表1。
表1所示的熱固性聚醯亞胺層及熱熔接樹脂層的吸水率是依照JIS K7209:2000(ASTM D570),從形成各層的膜於23℃的水中浸漬24小時後的重量變化率的測定値所求出的値。JIS K7209:2000對應於ISO62:1999。
(實施例2)
實施例2以與實施例1相同的方式製造於絶緣層的雙面積層有金屬層的金屬包覆積層板。實施例2的熱固性聚醯亞胺層是使用與實施例1不同的熱固性聚醯亞胺膜(宇部興產股份有限公司製,商品名:UPILEX-S)的雙面以放電量520W・min/m
2的條件實施真空電漿放電處理所形成。實施例2的第1熱熔接樹脂層及第2熱熔接樹脂層是使用與實施例1之厚度不同的氟系樹脂膜(AGC股份有限公司製,商品名:EA-2000,熔點:298℃)所形成。實施例2的金屬層是使用與實施例1相同的銅箔所形成。將膜及銅箔進行熱壓接的步驟是使用與實施例1相同的雙帶壓裝置。各層的物性及熱壓接的條件示於表1。
(實施例3)
實施例3以與實施例1相同的方式製造於絶緣層的雙面積層有金屬層的金屬包覆積層板。實施例3的熱固性聚醯亞胺層是使用與實施例1不同的熱固性聚醯亞胺膜(宇部興產股份有限公司製,商品名:UPILEX-S)的雙面以放電量520W・min/m
2的條件實施真空電漿放電處理所形成。實施例3的第1熱熔接樹脂層及第2熱熔接樹脂層是使用與實施例1之厚度不同的氟系樹脂膜(AGC股份有限公司製,商品名:EA-2000,熔點:298℃)所形成。實施例3中金屬層是使用與實施例1的銅箔之十點平均粗糙度(Rzjis)不同的銅箔所形成。將膜及銅箔進行熱壓接的步驟是使用與實施例1相同的雙帶壓裝置。各層的物性及熱壓接的條件示於表1。
(比較例1)
比較例1中省略熱熔接樹脂層,製造於熱固性聚醯亞胺層的雙面積層有金屬層的金屬包覆積層板。比較例1的熱固性聚醯亞胺層是使用與實施例1的熱固性聚醯亞胺膜之吸水率等不同的熱固性聚醯亞胺膜(宇部興產股份有限公司製,商品名:UPILEX-VT)所形成。比較例1的金屬層是使用與實施例1相同的銅箔所形成。將膜及銅箔進行熱壓接的步驟是使用與實施例1相同的雙帶壓裝置。各層的物性及熱壓接的條件示於表1。
(比較例2)
比較例2中省略熱固性聚醯亞胺膜,製造於熱熔接樹脂層的雙面積層有金屬層的金屬包覆積層板。比較例2的熱熔接樹脂層是使用與實施例1的氟系樹脂膜之厚度不同的氟系樹脂膜(AGC股份有限公司製,商品名:EA-2000,熔點:298℃)所形成。比較例2的金屬層是使用與實施例1相同的銅箔所形成。將膜及銅箔進行熱壓接的步驟是使用與實施例1相同的雙帶壓裝置來進行。各層的物性及熱壓接的條件示於表1。
<剝離強度>
將各例所製得的金屬包覆積層板裁斷成寬度尺寸3mm製作成試樣,利用JIS C6471規定的「方法A」(90°方向剝除方法)來測定金屬層的剝離強度。JIS C6471-1995對應於IEC249-1(1982)。將金屬層的剝離強度之値為0.6N/mm以上的情形判定為良好(○),未達0.6N/mm的情形判定為不良(×)。其結果示於表1中「金屬層的剝離強度(初期)」欄。
此外,將各例所製得的金屬包覆積層板裁斷成寬度尺寸3mm製作成試樣,然後以上述條件對試樣進行熱循環試驗。
測定熱循環試驗後的試樣的剝離強度,算出當上述初期的剝離強度設為100%時的剝離強度的保持率。將剝離強度的保持率為80%以上的情形判定為良好(○),剝離強度的保持率未達80%的情形判定為不良(×)。其結果示於表1中「金屬層的剝離強度(熱循環試驗後)」欄。
<尺寸變化率>
準備試樣,將各例的金屬包覆積層板分割成寬度方向的中央與寬度方向的兩端之3片段,並將各片段裁斷成MD(machine direction):200mm、TD(transverse direction):160mm的尺寸。於各試樣上以電鑽或衝床等間隔地形成多個1mmφ的孔(標點)。標點的數量總計16點,標點間的距離為MD5點・TD5點。
依照JIS C6471,測定MD方向上的標點5處、TD方向上的標點5處之距離,藉此測定尺寸變化率。
尺寸變化率的測定是在金屬層蝕刻後、150℃加熱處理後、250℃加熱處理後進行,並藉由以下的判定基準進行判定。
蝕刻後的尺寸變化率,將±0.10%以内者判定為良好(○),±0.10%的範圍外的情形判定為不良(×)。其結果示於表1中「尺寸變化率(蝕刻後)」欄。
150℃加熱後的尺寸變化率,將±0.10%以内者判定為良好(○),±0.10%的範圍外的情形判定為不良(×)。其結果示於表1中「尺寸變化率(150℃加熱後)」欄。
250℃加熱後的尺寸變化率,將±0.15%以内者判定為良好(○),±0.15%的範圍外的情形判定為不良(×)。其結果示於表1中「尺寸變化率(250℃加熱後)」欄。
<焊料耐熱性試驗>
針對各例的金屬包覆積層板準備2片於TD方向上不同位置的試樣,依照JIS C6471進行焊料耐熱性試驗。詳細而言,首先將各試樣於105℃乾燥60分鐘以上,然後直接浸入300℃的焊料槽中60秒。接著,將試樣以標準狀態放置1小時,然後觀察試樣的雙面,確認有無發泡、色斑等異常。將試樣上無異常者判定為良好(○),試樣上有異常者判定為不良(×)。其結果示於表1中「焊料耐熱性試驗」欄。
<高頻的傳輸特性>
準備試樣,將各例的金屬包覆積層板中的金屬層藉由蝕刻而形成電路長度100mm、阻抗50Ω的微帶線路。針對該試樣利用網路分析儀(Keysight Technologies公司製,商品名:E8363B)測定40GHz的插入損耗(S21)。
將插入損耗(S21)的絕對値未達0.4dB/cm的情形判定為高頻的傳輸特性良好(○),0.4dB/cm以上未達0.5dB/cm判定為高頻的傳輸特性稍差(△),0.5dB/cm以上的情形判定為高頻的傳輸特性不良(×)。其結果示於表1中「高頻的傳輸特性」欄。
表1
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 比較例1 | 比較例2 | |||
絕緣層 | 熱硬化性聚醯亞胺層 | 厚度[μm] | 25 | 50 | 25 | 25 | - |
吸水率[%] | 1.2 | 1.4 | 1.4 | 1.1 | - | ||
線膨脹係數[ppm/K] | 13 | 16 | 16 | 20 | - | ||
熱熔接樹脂層 | 厚度[μm] | 12.5 | 25 | 25 | - | 25 | |
吸水率[%] | 0.01 | 0.01 | 0.01 | - | 0.01 | ||
金屬層 | 厚度[μm] | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | |
Rzjis[μm] | 0.5 | 0.5 | 2.5 | 0.5 | 0.5 | ||
熱壓接的條件 | 最高溫度[℃] | 360 | 330 | 330 | 330 | 330 | |
壓力[N/mm 2] | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | ||
加熱時間[秒] | 175 | 140 | 140 | 140 | 140 | ||
金屬層的剝離強度(初期) | ○ | ○ | ○ | ○ | 無法 評價 | ||
金屬層的剝離強度(熱循環試驗後) | ○ | ○ | ○ | × | |||
尺寸變化率(蝕刻後) | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
尺寸變化率(150℃加熱後) | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
尺寸變化率(250℃加熱後) | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
焊料耐熱性試驗 | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
高頻的傳輸特性 | ○ | ○ | × | × |
如表1所示,實施例1~3中關於熱循環試驗後的金屬層的剝離強度獲得了良好的評價結果。此外,實施例1~3中關於尺寸變化率也獲得了良好的評價結果。
實施例1、2中,由於使用具有平滑性高的主面的金屬箔來形成金屬層,故關於高頻的傳輸特性也獲得了良好的評價結果。
另一方面,如比較例1所示,當省略熱熔接樹脂層時,關於熱循環試驗後的剝離強度無法獲得良好的評價結果。此外,如比較例2所示,當省略熱固性聚醯亞胺層時,所得的金屬包覆積層板有出現大的翹起,而無法進行剝離強度等的評價。
11:金屬包覆積層板
12:絶緣層
13:金屬層
21:熱固性聚醯亞胺層
31:熱熔接樹脂層
111:積層體
113:金屬箔
121:熱固性聚醯亞胺膜
131:熱塑性樹脂膜
圖1是表示本實施方式的金屬包覆積層板的剖面圖。
圖2是說明金屬包覆積層板的製造方法的概略圖。
11:金屬包覆積層板
12:絶緣層
13:金屬層
21:熱固性聚醯亞胺層
31:熱熔接樹脂層
Claims (8)
- 一種金屬包覆積層板,其具備絶緣層及積層於上述絶緣層的單面或雙面的金屬層, 上述絶緣層具備熱固性聚醯亞胺層及設於上述熱固性聚醯亞胺層與上述金屬層之間的熱熔接樹脂層, 上述熱熔接樹脂層的吸水率低於熱固性聚醯亞胺層的吸水率。
- 如請求項1所述的金屬包覆積層板,其中 上述熱熔接樹脂層具有0.1%以下的吸水率。
- 如請求項1或請求項2所述的金屬包覆積層板,其中 上述熱熔接樹脂層具有280℃以上的熔點。
- 如請求項1~請求項3中任一項所述的金屬包覆積層板,其中 上述金屬層是由與上述熱熔接樹脂層接合之主面的十點平均粗糙度(Rzjis)為2.0以下的金屬箔所構成。
- 如請求項1~請求項4中任一項所述的金屬包覆積層板,其中 上述熱固性聚醯亞胺層的線膨脹係數為10ppm/K以上,26ppm/K以下的範圍内。
- 如請求項1~請求項5中任一項所述的金屬包覆積層板,其中 上述熱熔接樹脂層是由氟系樹脂所構成。
- 如請求項1~請求項6中任一項所述的金屬包覆積層板,其中 將進行熱循環試驗前的上述金屬層的剝離強度設為100%時,進行上述熱循環試驗後所測定的上述金屬層的剝離強度為80%以上, 上述熱循環試驗的條件為溫度範圍-50℃~150℃,保持時間0分鐘,升溫及降溫的反覆數3000次。
- 一種金屬包覆積層板的製造方法,該金屬包覆積層板具備絶緣層及積層於上述絶緣層的單面或雙面的金屬層, 上述絶緣層具備熱固性聚醯亞胺層及設於上述熱固性聚醯亞胺層與上述金屬層之間的熱熔接樹脂層;上述熱熔接樹脂層的吸水率低於熱固性聚醯亞胺層的吸水率, 該製造方法具備以下步驟:對作為上述熱固性聚醯亞胺層的熱固性聚醯亞胺膜與作為上述金屬層的金屬箔之間配置有作為上述熱熔接樹脂層的熱塑性樹脂膜之積層體進行熱壓接。
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